Реферат: Пластическая деформация скольжением в монокристаллах (зёрнах). Плоскости легчайшего скольжения
<span Academy Italic";letter-spacing:-1.0pt;mso-ansi-language:RU">ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
<span Academy Italic";letter-spacing:-1.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Academy Italic";mso-ansi-language:RU">БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ<span Academy Italic";mso-ansi-language:RU">Кафедра:«Технология металлов и металловедения»
<span Academy Italic"; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
Вариант №<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»">4<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Студент группы З-04 ТМ1
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"> Малашенко Д.В. <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Преподаватель Давыдов С.В.
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; letter-spacing:3.0pt;mso-ansi-language:RU">
Брянск 2006
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">Содержание:
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">1. Структурная диаграмма состояния железо-цементит. Для сплава с
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">одержащего 2,14 % С, построим кривую охлаждения, для сплава 3,5 %С -нагревания. При температуре 1250°С определим относительноеколичество фаз исодержание углеродав растворе…….Стр. 3.<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">2. Пластическая деформация скольжением вмонокристаллах (зернах).
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.4pt;mso-ansi-language:RU">Плоскости легчайшего скольжения……………………………….
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.35pt;mso-ansi-language:RU"> Стр.7.<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.25pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.25pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.25pt;mso-ansi-language:RU">3. Отжиг. Виды отжигасталей……………………………….
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.35pt;mso-ansi-language: RU"> Стр.11 .<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">4. Пуансоны из стали Р8МЗК6С для холодной обрезки с высокой производительностью шестигранных головок болтов из сталей высокой прочности и твердости……………………………Стр. 15.
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.1pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.1pt;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.1pt;mso-ansi-language: RU">5. Пиноли из стали 18ХГТ металлорежущих станков. Твердость
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.2pt;mso-ansi-language: RU">поверхности Н<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.2pt">R<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.2pt;mso-ansi-language:RU">С 58...62, глубина упрочненного слоя0,4...0,5 мм.<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.35pt;mso-ansi-language: RU"> ……………………………….Стр. 17.<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">6. Списокиспользованной литературы:………………………Стр.19.
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language: RU">1. Структурная диаграмма состояния железо-цементит. Для сплава с
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">одержащего 2,14 % С, построим кривую охлаждения, для сплава 3,5 %С -нагревания. При температуре 1250°С определим относительноеколичество фаз исодержание углеродав растворе.<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">На рисунке 1 приведена диаграмма состоянияжелезо — углерод (цементит). Она показывает фазовый состав и структуру сплавовс концентрацией от чистого железа до цементита (6,67% С).
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">ТочкаА (1539° С) на диаграмме соответствует температуре плавления чистого железа, аточка
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">D<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">(~ <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">1550°С) — температуре плавления цементита <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight: bold">F<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">е3С. Точки <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">N<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic"> <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(1401°С) и <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">G<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic"> <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(910°С) соответствуют аллотропическому превращению α — железа в γ — железо. Точка <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">E<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> характеризует предельную растворимость углерода в γ — железе при 1130° С (2,0% С).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Первичная кристаллизация
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">. <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Процесс кристаллизации сплавовначинается по достижении температур, соответствующих линии АВС<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">D<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic"> <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(линия ликвидус).Конец затвердевания соответствует температурам, образующим линию солидус АН<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">J<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">ЕС<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">F<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Верхний левый уголдиаграммы характеризует превращения, связанные с аллотропическим превращением γ↔α (δ) при высоких температурах. По линии АВ из жидкости выделяются кристаллытвердого раствора углерода в α-железе (δ -раствор).
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">В сплавах ссодержанием до 0,1% С кристаллизация заканчивается при температурах, соответствующихлинии АН, с образованием δ (α) — твердогораствора
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">H<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold">J<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold"> <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">H<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">— линия перитектическогопревращения, протекающего при постоянной температуре (С = 2+1-3 = 0). Результатом перитектическогопревращения является образование твердого раствора углерода в γ -железе, т. е. ау<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">c<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: RU;mso-bidi-font-weight:bold">тенита<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Сплавы, содержащиеот 0,1 до 0,15% С, испытывают перитектическое превращение(ЖВ+α(δ)Н →α(δ) + γ
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">J<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">) <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">в результате которогообразуется двухфазная структура δ (α) -раствор +γ -раствор(аустенит). В сплаве, содержащем 0,15% С (точка <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">J<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold">), исходные кристаллы α(δ)-твердого раствора и вся жидкая фаза при перитектичес-ком превращении полностью расходуются наобразование аустенита:<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">Ж
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">B<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold"> <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold">+ α (δ)<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold">H<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold">→ <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">γJ<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold">(аустенит).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">В сплавах,содержащих от 0,15 до 0,5% С, при перитектическомпревращении α(δ)-твердыйраствор расходуется полностью, а жидкая фаза остается в избытке:
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">ЖВ+ α(δ)Н →ЖВ+γ
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">J<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold"> <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold">(аустенит),<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Поэтому притемпературах ниже линии
<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold; mso-bidi-font-style:italic">J<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold;mso-bidi-font-style:italic">В <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">сплав будет двухфазным: аустенит (γ-твердый раствор) +жидкость. Процесс кристаллизациизакончится по достижении температур, соответствующих линии солидус <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">J<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">Е. <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">После затвердевания эти сплавыприобретают однофазную структуру — аустенит.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">При температурах,соответствующих линии ВС, из жидкого сплава кристаллизуется аустенит, а линии СО — цементит. В точке С при 1130°С иконцентрации углерода 4,3% из жидкого сплава одновременно кристаллизуютсяаустенит и цементит, образуя эвтектику, которая называется ледебуритом.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Сплавы, содержащиеот 0,15 до 2,0% С, кристаллизуются в интервале температур, ограниченномлиниями ВС и
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">JE<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">. После затвердевания (ниже линии солидус <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">J<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">Е) <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">сплавы получают однофазнуюструктуру — аусте<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">нит.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold"> При кристаллизации доэвтектическихсплавов, содержащих от 2,0 до 4,3% С, из жидкой фазы по достижении температур,соответствующих линии ликвидус ВС, сначалавыделяются кристаллы аустенита, а при 1130°С (линия ЕС) сплавы затвердевают с образованием эвтектики— ледебурита.Следовательно, доэвтектические сплавы после затвердевания и при температурахвыше 723°С имеют структуру аустенит + ледебурит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Заэвтектическиесплавы, содержащие от 4,3 до 6,67% С, начинают затвердевать по достижении температур,соответствующих линии С
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">D<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">. <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Первоначально из жидкой фазы выделяютсякристаллы цементита, а по достижении 1130°С (линия С<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">F<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">) <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">сплавы окончательнозатвердевают с образованием эвтектики — ледебурита.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">После затвердеванияструктура сплава состоит из кристаллов цементита + ледебурит. Цементит, образующийсяиз жидкой фазы, называют первичным цементитом.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Сплавы железа суглеродом, содержащие до 2,0% С, называют сталью; сплавы, содержащие более 2,0%С,— чугуном.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Принятоеразграничение между сталью и чугуном совпадает с предельной растворимостьюуглерода в аустените. Стали после затвердевания не содержат малопластичнойструктурной составляющей—ледебурита и при высоком нагреве имеют только аустенитную структуру, обладающую высокой пластичностью.Поэтому стали легко деформируются, т. е. являются ковкими сплавами.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">По сравнению состалью чугуны обладают лучшими литейными свойствами и, в частности, болеенизкими температурами плавления, но они хрупки и практически не поддаютсяковке. Это объясняется присутствием в структуре чугунов легкоплавкой и хрупкойэвтектики — ледебурита или графита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Вторичная кристаллизация
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">. <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Рассмотрим превращения,протекающие в твердом состоянии. Эти превращения связаны с переходом приохлаждении γ-железа вα-железо и распадом аустенита.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Линия
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">GS<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> на диаграмме при охлаждении соответствуеттемпературам начала превращения γ→α. Ниже линии <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">GS<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold"> из аустенита выделяется феррит. Критические точки, образующие линию <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">GS<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> в условиях равновесия, принято обозначать А<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">r<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">3<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">при охлаждении и <span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">Ac<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language: RU;mso-bidi-font-weight:bold">3<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> при нагреве (конец растворения феррита).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Линия Е
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">S<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">показывает изменениерастворимости углерода в аустените с изменением температуры и при охлаждениисоответствует температурам начала распада аустенита с выделением из негоцементита.<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Цементит,выделяющийся из аустенита, в отличие от цементита, кристаллизующегося из жидкойфазы, называют вторичным цементитом. Критические точки, образующие линию
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">ES<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold">, обозначают А<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">c<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">т<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Точка
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">S<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> при 723°С и концентрации углерода 0,8% показываетминимальную температуру равновесного существования аустенита при охлаждении.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">По достижении 723°Спроисходит распад аустенита с образованием эвтектоидной смеси, которую называютперлитом. Эвтектоид— перлит получается в результате одновременного выпадения изаустенита частиц феррита и цементита. Таким образом, перлит содержит 0,8% С,образуется при 723°С и представляет собой механическую смесь двух фаз—ферритаи цементита. Температуру фазового равновесия (723°С, линия Р
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">S<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">К<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">) аустенит ↔ перлит(феррит + цементит) обозначают А<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">r<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">1<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(при охлаждении) и А<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">c<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">1<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(при нагреве).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Точка Р характеризует предельнуюрастворимость углерода в α-железе при эвтектоиднойтемпературе 723°С; она составляет 0,025% С.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">Линия Р
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold">Q<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-weight:bold"> показывает изменение растворимости углерода в α-железе в зависимости от температуры и соответствуетпри охлаждении началу выделения из феррита избыточного цементита. Следовательно,сплавы левее точки <span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold">Q<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold"> состоят только из феррита, асплавы, концентрация которых находится в пределах от <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-bidi-font-weight:bold">Q<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold"> до Р, имеют двухфазнуюструктуру: феррит и избыточный цементит, выделяющийся из твердого раствора припонижении температуры. Цементит, образующийся из феррита, называют третичнымцементитом.<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Сплавы, содержащие не более 0,025% С,называют техническим железом.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Сплавы, имеющие концентрацию углерода от0,025 (точка Р) до 0,8% (точка
<span Times New Roman",«serif»; color:black">S<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">), называют доэвтектоиднымисталями. Они имеют структуру феррита, выделяющегося из аустенита в области температурА<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">r<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic">3 <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">и А<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">r<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">1<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU"> и перлита, образующегося из аустенита подостижении температуры А<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">r<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style: italic">1<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-style:italic"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">(723°С, линия Р<span Times New Roman",«serif»;color:black">S<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">).<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Сталь с 0,8% С называется эвтектоидной. Онаимеет в структуре только эвтектоид — перлит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Стали, содержащие от 0,8 до 2,0% С,называются заэвтектоидными. Они имеют структуру, состоящую из вторичногоцементита, выделившегося из аустенита при температурах ниже линии
<span Times New Roman",«serif»; color:black">SE<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU"> <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-style:italic">(А<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-bidi-font-weight:bold">c<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">т<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-style:italic">), <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">и перлита, образовавшегося в результате распадааустенита по достижении эвтектоидной температуры (723°С, линия Р<span Times New Roman",«serif»; color:black">SK<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">В доэвтектическихчугунах при понижении температуры вследствие уменьшения растворимости углеродав аустените, указываемого линией
<span Times New Roman",«serif»;color:black">S<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-style:italic">Е, <span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">происходит частичный распад аустеннта:первичных кристаллов, выделившихся из жидкости, и аустенита, входящего вледебурит. Этот распад заключается в выделении кристаллов вторичного цементитаи в уменьшении содержания углерода в аустените.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">По достижении температуры, соответствующейлинии Р
<span Times New Roman",«serif»; color:black">SK<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU"> (723°С), аустенит, объедненныйуглеродом до эвтектоидного состава (0,8% С),превращается в перлит. Таким образом, доэвтектические чугуны после окончательногоохлаждения имеют структуру перлита, ледебурита (перлит + цементит) ивторичного цементита.<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Эвтектический чугун (4,3% С) при температурахниже 723°С состоит только из ледебурита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Заэвтектический чугун при температурах ниже723°С состоит из первичного цементита и ледебурита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">Для сплава содержащего 2,14% С,построим кривую
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">охлажденияния
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"> (Рис. 2)<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Начало затвердевания доэвтектического чугуна,содержащего 2,14% С, соответствует температуре t1 на линии ликвидус.Ниже сплав имеет двухфазное состояние — жидкость и кристаллы аустенита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Кристаллизация аустенита протекает при изменении температуры (С = 2+1-2=1),и на кривой охлаждения отмечается перелом. Состав жидкости изменяется по линииликвидус, а аустенита по линии солидус.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">При 1130°С (линия ЕСF) аустенит достигает предельной концентрации, указываемойточкой Е (2% С), а оставшаяся жидкость — эвтектического состава 4,3% С (точкаС). Она затвердевает при одновременной кристаллизации двух фаз — аустенита ицементита, образующих ледебурит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Процесс эвтектической кристаллизации протекает при постоянной температуре(на кривой охлаждения наблюдается остановка), так как при наличии трех фаз — аустенита(2,0% С), цементита (6,67% С) и жидкости (4,3%С) число степеней свободы равнонулю (С = 2+1 -3 = 0).
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">После затвердевания чугун состоит из кристаллов аустенита предельнойконцентрации и ледебурита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">При дальнейшем понижении температуры из аустенита выделяется цементит.Состав аустенита при этом изменяется по линии SЕ.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">При 723°С (линия РSК) аустенит, обедненный углеродом до эвтектоидногосостава, распадается с одновременным выделением двух фаз — феррита и цементита,образующих перлит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">Для сплава содержащего 3.5% С, построимкривую нагревания (Рис. 3)
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Перед нагреванием чугун состоит из кристаллов аустенита предельной концентрациииз которого выделился цементит и ледебурита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"> При 723°С (линия РSК) аустенит,обедненный углеродом до эвтектоидного состава, превращаетсяс одновременным выделением двух фаз — феррита и цементита, образующих перлит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Процесс нагревания эвтектического чугуна протекает при постояннойтемпературе (на кривой охлаждения наблюдается остановка), так как при наличиитрех фаз — ау-стенита (2,0% С), цементита (6,67% С) ижидкости (4,3%С) число степеней свободы равно нулю (С = 2+1 -3 = 0).
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">При 1130°С (линия ЕСF) аустенит достигает предельной концентрации,указываемой точкой Е (2% С), а получаемая жидкость — эвтектического состава4,3% С (точка С). Она расплавляется из одновременно кристаллизованных двух фаз- аустенита и цементита, образующих ледебурит.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Расплавление аустенита протекает при изменении температуры (С = 2+1-2=1), ина кривой охлаждения отмечается перелом. Состав жидкости изменяется по линииликвидус, а аустенита по линии солидус сплав имеет двухфазное состояние — жидкость и кристаллы аустенита.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">Завершение перехода доэвтектического чугуна,содержащего 3,5% С, из твёрдого состояния в жидкое соответствует температуре t1на линии ликвидус.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">2. Пластическая деформация скольжением в монокристаллах(зёрнах).
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">Плоскости легчайшего скольжения.
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Упругой деформацией называется деформация,которая полностью снимается после воздействия внешних сил. Упругая деформация не вызываетзаметных изменений в структуре и свойствах металла; под действием приложенной нагрузки происходитлишь незначительное относительное смещениеатомов. При растяжении монокристалла атомы удаляются один от другого, а при сжатии сближаются. При такомсмещении атомов из положения равновесиянарушается баланс электростатическихсил протяжения и отталкивания. После снятия нагрузки под действием силпритяжения или отталкивания смещенные атомывозвращаются в исходное равновесное состояние и кристаллы приобретаютсвои первоначальные формы и размеры.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">Величина упругого растяжения очень мала и линейно зависитот нагрузки согласно закону Гука.
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><img src="/cache/referats/26053/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.45pt;mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU">где <img src="/cache/referats/26053/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> упругая деформация крис
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.3pt; mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU">талла;<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.4pt;mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU; mso-bidi-font-style:italic">Е —
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.4pt; mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU">модуль упругости, которыйхарактеризует жесткость материала, т. е. его сопротивле<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.55pt;mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU">ние упругим деформациям.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.35pt;mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU">Модульупругости мало зависит от структуры металла (сплава) и его обработки и определяетсясилами межатомиой
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.25pt;mso-font-width:107%;mso-ansi-language:RU"> связи.<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-style:italic">Пластическаядеформация.
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">При некотором напряжении σт, называемом пределомтекучести, нарушается прямая пропорциональность между σ и ∆l и возникаетостаточная — пластическая деформация, не исчезающая после снятия нагрузки.Пластическая деформация связана с зарождением и перемещением дислокаций внутризерен и вызывает остаточные изменения формы. После снятия нагрузки тело невосстанавливает своей прежней формы, структурыи свойств.<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Пластическая деформация в кристаллах можетосуществляться скольжением и двойникованием.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language:RU">Скольжение (смещение)отдельных частей кристал
<span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">ла происходит под действием касательныхнапряжений, когда эти напряжения в плоскости и в направлении скольжения достигаютопределенной критической величины (τк).<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">На рис. 4 приведена схема упругой ипластической деформаций металла скубической решеткой, подвергнутого действию касательных напряжений. Этасхема дает наглядное представление осмещении атомов в соседних плоскостях при сдвиге на одно межатомное расстояние.
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU"><span Times New Roman",«serif»; color:black;mso-ansi-language:RU">Скольжение в кристаллической решеткепротекает по плоскостям и направлениям с наиболее плотной упаковкой атомов, где величина сопротивления сдвигу (τк) наименьшая.
<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.05pt;mso-ansi-language:RU">Это объясняется тем,что в указанных направлениях
<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.2pt;mso-ansi-language: RU">величина перемещения атома из одного положения рав<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.25pt;mso-ansi-language:RU">новесия в другое будет минимальной,а расстояние между<span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.35pt;mso-ansi-language:RU"> соседними атомными плоскостяминаибольшее, т. е. связь <span Times New Roman",«serif»; color:black;letter-spacing:-.4pt;mso-ansi-language:RU">между ними наименьшая.<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<img src="/cache/referats/26053/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1046"> <img src="/cache/referats/26053/image009.jpg" v:shapes="_x0000_s1045"> <img src="/cache/referats/26053/image010.jpg" v:shapes="_x0000_s1047"> <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; mso-ansi-language:RU">Рис. 4. Схема упругой и остаточной деформаций сдвига: а-ненапряженный кристалл; б — упругая деформация; в — увеличение упругой и пластической деформаций; вызванных скольжением при нагрузке, больше предела упругости; г —.нагрузка, вызывающая сдвиг, удалена, сохранилась остаточная деформация. Пунктиром показана плоскость скольжения
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:RU">
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:-.4pt;mso-ansi-language:RU">Рис. 5. Кристаллографические плоскости и
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:.55pt;mso-ansi-language:RU">напря<span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.25pt;mso-ansi-language: RU">жения скольжения:<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: RU"><span Times New Roman",«serif»;color:black;letter-spacing:-.25pt; mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">а —кубическаягранецентрированная решетка
<span Times New Roman",«serif»;color:black; letter-spacing:.4pt;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight:bold">(К12).<span Times New Roman",«serif»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-bidi-font-weight: bold"> Всего четыре плоскости по тринаправления в каждой; б — кубическаяобъемно-центрированная решетка (К8). Всего шесть плоскостей по двум направлениям в каждой; в — гексагональнаярешетка (Г12);</s