Д. И. Менделеева основы материаловедения
Скачать 92.91 Kb.
|
Министерство образования Российской Федерации Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ Кристаллическая структура, диаграммы состояния, маркировка материалов. Москва 2002 Составители: Г. М. Семенов, А. С. Федосеев, В. Б. Сажин Оглавление 1. Строение кристаллических материалов……………………………….3
1  Строение кристаллических материалов Рис 1. Элементарная кристаллическая ячейка Кристаллические системы (сингонии) Таблица. 1
 а б в Рис. 2 Кубическая кристаллическая решетка. а – простая, б – объемно-центрированная, в – гранецентрированная.  Рис. 3 Гексагональная кристаллическая решетка.  а б в г Рис. 4 Ромбическая кристаллическая решетка. а – простая, б – базо-центрированная, в – объемноцентрированная, г – гранецентрированная.  Рис. 5. Тетрагональная кристаллическая решетка. а – простая, б – объемно- центрированная  Рис. 6. Ромбоэдрическая кристаллическая решетка.  а б Рис. 7 Моноклинная кристаллическая решетка. а – простая, б - базоцентрированная  Рис. 8. Триклинная кристаллическая решетка.
 Рис. 9 Схема построения диаграммы состояния по кривым охлаждения.  Рис. 10. Диаграмма состояния сплавов с нерастворимыми компонентами в твердом состоянии  Рис. 11. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии  Рис. 12. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которого образуют химические соединения  Рис. 13. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и перитектикой  Рис. 14 Схема построения диаграммы состояния методом геометрической термодинамики  Рис 15. Диаграмма состояния системы Fe – Fe3C Классификация сталей По химическому составу - Углеродистые  - ЛегированныеПо назначению - Конструкционные - Инструментальные - Специального назначения с - С особыми свойствами По качеству - Обыкновенного качества - Качественные - Высококачественные - Особовысококачественные По степени раскисления - Спокойная - Полуспокойная - Кипящая По типу структуры - Для отожженного состояния - Доэвтектоидные - Эвтектоидные - Заэвтектоидные - Ледебуритные - Аустенитные - Ферритные - Для нормализованного состояния - Перлитный - Мартенситный - Аустенитные - Ферритные Подробнее для каждого класса По химическому составу Легированные 1. при в введении легирующих элементов (никель, хром, молибден, титан, ванадий, вольфрам, кобальт, марганец, ниобий, кремний и др.); 2. если сталь содержит кремния или марганца более 0.5-1.0% По качеству - Обыкновенного качества - 0.06 % S и 0.07 % P (только углеродистые) - Качественные- 0.04 % S и 0.035 % P - Высококачественные - 0.025 % S и 0.025 % P - Особовысококачественные - 0.015 % S и 0.02 % P (только легированные) По типу структуры - Аустенитные (При введении значительн ых количеств Ni или Mn) - Ферритные (При введении Cr, Si, V, W) Влияние углерода и постоянных примесей С ростом содержания С повышается твердость и прочность, уменьшается пластичность и вязкость сталей. В углеродистых сталях также содержатся S, P, Si, Mn (технологические примеси) S образует FeS, который с Fe формирует эвтектику. Наличие данной эвтектики вызывает красноломкость стали. Р растворяется в феррите снижает пластичность сталей и вызывает хладноломкость сталей. Si (до 0.5%) и Mn (до 0.8%) отрицательного действия на свойства сталей не оказывают. O, N, H -снижают пластичность и повышают склонность сталей к хрупкому разрушению. O, N образуют оксиды и нитриды. Кислородные включения вызывают красно- и хладноломкость, снижают прочность. Повышенное содержание N повышает хрупкость сталей. Водород, когда он находится в твердом растворе вызывает охрупчивание сталей (возможно также в присутствии Cu, As, Sb, Sn) Влияние легирующих элементов Легирующие элементы можно разделить по характеру влияния на температуру полиморфных превращений Ас3 и Ас4:
Температура Ас3 понижается. Температура Ас4 повышается. Если наблюдается устойчивость ГЦК решетки при 20-25оС, то такие стали называют аустенитными.
Температура Ас3 повышается. Температура Ас4 понижается. Однофазные сплавы с ОЦК-решеткой, устойчивой при температурах вплоть до линии солидуса, называют ферритными. Карбиды в легированных сталях Карбидообразующие элементы: Fe, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Ti - это переходные металлы с недостроенной d-электронной оболочкой. 1. При содержании 1-2% элемента образуется легированный цементит (например (Fe,Mn)3C 2. Сильные карбидообразователи (Mo, W, V, Nb, Ti) образуют фазы внедрения MeC или Me2C 3. Cr в низко- и среднелегированных сталях (10%) образует Cr7C3. В высоколелигированных сталях - Cr23C6. Карбиды хрома могут растворять Fe и легирующие элементы. 4. Cr влияет на карбидообразование при совместном введении с Mo и W. При определенных соотношения Cr и Mo (W) не образуются фазы внедрения, а появляются сложные карбиды, содержащие Cr, Mo (W), Fe с формулой Ме6С. Они растворимы в аустените лишь при высоких температурах. Диаграммы состояния Fe-Э и Fe-C-Э
Конструкционные стали
Маркируются как Ст и 0-6. Бывают трех групп А по механическим свойствам, Б. по химическому составу, В по механическим свойствам и химическому составу. Чем больше цифра тем выше прочность (для А) и больше углерода (для Б) А не термообрабатывают, а Б и В обрабатывают. 2. Углеродистые и легированные качественные стали Гарантия химического состава и механических свойств. Маркировка углеродистых - 08, 10, 15.....85. (сотые % С). 0.04 % S, 0.035 % P, 0.17-0.37 % Si, 0.08 % Mn. Бывает Mn до 1.2% (50Г) Для легированных сталей 55С2 (в % для Э). Если цифры нет, то 1%. Обозначение легирующих элементов А - азот, Б - ниобий, В - вольфрам, Г- марганец, Д - медь, Е - селен, К - кобальт, М - молибден, Н - никель, Р - бор, С - кремний, Т - титан, Ф - ванадий, Х - хром, Ц- цирконий Ю - алюминий. Для высококачественных сталей добавляют букву А 30ХГС и 30ХГСА. (меньше S и P).
Содержание С 0.10-0.25%. Небольшие и малонагруженные детали изготавливают из углеродистых сталей марок 10, 15, 20. Крупные и высоконагруженные детали - из легированных сталей 12Х2Н4А, 18ХГТ, 18Х2Н4ВА. Цементация, закалка и низкий отпуск. 3. Улучшаемые углеродистые и легированные качественные стали Содержание С 0.3-0.5% их подвергают закалке и высокому отпуску (550-600%).Углеродистые стали марок 40 и 45 применяют для небольших и малонагруженных деталей. Крупные и высоконагруженные детали - из легированных сталей 45Х, 30ХГС, 40ХНМ. Можно применять ВЧ закалку. 4. Рессорно-пружинные стали Высокие предел упругости и усталостная прочность. Применяют углеродистые стали например марок 65, 85 и стали легированные Si, Mn, W, V (60С2, 65Г, 50ХФА, 65С2ВА). Закалка и средний отпуск производятся при 400-450оС. 5. Шарикоподшипниковые стали Основа сталь ШХ15 (0.95-1.05%С, 1.30-1.65% Cr) цифра после буквы означает десятые доли процента содержания легирующего элемента. Есть еще марки сталей ШХ6. ШХ9 и 98Х18 (17-19% Cr). Отжиг, закалка в масле от 820-860оС и отпуск при 150-200оС.
Хромистые после охлаждения на воздухе - ферритные, мартенситно-ферритные (более 10% Cr)и мартенситные Хромоникелевые после охлаждения на воздухе - аустенитные, аустенитно-мартенситные и аустенитноферритные (более 10% Cr) . Коррозионностойкие или нержавеющие Состав сплавов нужно менять так, чтобы в предполагаемых условиях достигалось повышение основного контролирующего фактора коррозии. Наиболее распространены - хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые 2. Жаропрочные - стали содержат Cr, Si, Mo, Ni. Сохраняют прочность до 650оС и более. 3. Жаростойкие - стали содержат Al, Cr, Si. За счет образования оксидов. При содержании Cr 30% жаростойкость - 1200оС. Инструментальные стали Применяют углеродистые и легированные стали для изготовления трех групп изделий - режущих, измерительных и штамповых. Углеродистые стали имеют маркировки - У7 (У7А),.У8 (У8А),....У13 (У13А). Цифра означает содержание углерода в десятых долях процента, буква А - 0.02 %S и 0.03 %P. Стали У7 и У8 применяют для ударно-режущих и для деревообработки, У9 для ножовочных полотен и деревообработки. У10 и У12 - для металлорежущих инструментов (сверла, фрезы), У13 для бритв и напильников. Закалка в воде при 160-240оС (в зависимости от требуемой твердости), малая прокаливаемость. Теплостойкость - 200оС. Легированные стали используются марок Х, 9ХС, ХВГ. Преимущество - большая прокаливаемость, поэтому больший размер деталей, возможность закалки в масле (меньшая деформация). Выше режущие свойства и теплостойкость до 250оС. Быстрорежущие стали для высоких скоростей резания и тяжелых условий. Обозначаются Р. Следующая цифра – процентное содержание легируюшего элемента. Эти стали имеют высокую теплостойкость - 600-620оС. Закалка в масле от 1270-1290оС для Р18 (W) и многократный отпуск при 550-570оС. Стали для измерительного инструмента. Применяют стали марок У10, Х, ХВГ. Закалка и отпуск при 120-140оС. Штамповые стали Стали для инструмента холодного деформирования Небольшие штампы (25 мм) и легкие условия стали У10, У11, У12 Штампы (100 мм) - Х, ХВГ, У12 и более тяжелые условия - Х12Ф1 Закалка и отпуск Стали для инструмента горячего деформирования Стали 5ХНМ, 5ХНВ (молот) и 3Х2В8Ф, 4Х5В2ФС (пресс-формы для литья под давлением. Высокая прочность, износостойкость и стойкость к циклическим перепадам температуры. 5.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Жуков А.П. Основы материаловедения Часть 1. Металловедение/ РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.,1999. – 156 с. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
Основы технологии керамики
Захаров А. И. Основы технологии керамики: Учебное пособие / рхту им. Д. И. Менделеева; М., 2001. 79 сАдрес: 119991 Москва, Ленинский проспект, 49 Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова ран добаткин Сергей Владимирович Тел
Вас принять участие в Четвертой Всероссийской конференции по наноматериалам, которая состоится 01 04 марта 2011 года в Институте...Что будут изучать ваши дети?
Учебный курс «Основы религиозных культур и светской этики» состоит из 6 модулей: основы православной культуры, основы исламской культуры,...Что будут изучать ваши дети? Учебный курс «Основы религиозных культур и светской этики»
Учебный курс «Основы религиозных культур и светской этики» состоит из 6 модулей: основы православной культуры, основы исламской культуры,...Дополнительное соглашение №
«Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева (рхту им. Д. И. Менделеева), именуемое в дальнейшем «Работодатель»,...Д. И. Менделеева 25 января 2012 г., протокол
Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский химико-технологический...Д. И. Менделеева /В. А. Колесников/ 13 декабря 2007 г. Изменения в конкурс
Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет...План мероприятий по введению в общеобразовательных учреждениях Саракташского района комплексного учебного курса «Основы религиозных культур и светской этики»
Саракташского района комплексного учебного курса «Основы религиозных культур и светской этики», включающего модули: «Основы православной...Программа для аспирантов. Сост. С. А. Клишина, Н. М. Черемных. Под ред. В. И. Метлова. М.: Рхту им. Д. И. Менделеева, 2007. 56 с
Алейник Р. М. История и философия науки. М.: Рхту им. Д. И. Менделеева, 2010.– 36 с"Материаловедения и товарной экспертизы" Муратову В. С "Материаловедения и товарной экспертизы" Муратову В. С
Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
