Тег «раствор»

Первый сплав

Первый сплав (кривая 2) начинает кристаллизоваться при 300° С с выделением избыточных кристаллов свинца. Оставшаяся часть сплава бедна свинцом, значит, концентрация сурьмы в ней возрастает, и. когда она достигает 13%, при 246° С происходит окончательная кристаллизация (см. горизонтальный участок кривой). Второй сплав (кривая 3) кристаллизуется аналогично первому, но точка начала кристаллизации у него ниже, а кончается кристаллизация также при 246° С, Рис. 8. Диаграмма состояния сплавов свинец—сурьма когда концентрация сурьмы достигает 13%. Третий сплав (кривая 4) кристаллизуется полностью при одной температуре (246° С) с одновременным выпадением кристаллов свинца и сурьмы. Четвертый сплав (кривая 5) начинает кристаллизоваться при 400° С с выделением избыточных кристаллов сурьмы В жидком сплаве сурьмы становится все меньше, и, когда ее содержание снизится до 13%, при 246° С произойдет окончательная кристаллизация, Все точки начала и конца кристаллизации свинца, сурьмы и указанных четырех сплавов перенесем на основную диаграмму. Соединив все точки начала кристаллизации, получают линию ЛЕВ. Эта линия называется ликвидусом. Все сплавы, лежащие выше ликвидуса, находятся в жидком состоянии. Линия МЕМ называется солидусом. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии. В интервале между лик- видусом и солидусом имеются две фазы: жидкий сплав (ж. с.) и кристаллы одного из компонентов. В области МАЕ — жидкий сплав и кристаллы свинца, а в области ЕВЫ — жидкий сплав и кристаллы сурьмы. Сплав, содержащий 13% сурьмы, кристаллизующийся при одной температуре, называется эвтектическим. Он имеет самую низкую температуру кристаллизации и отличается равномерной структурой. Сплавы, содержащие менее 13% сурьмы, лежащие влево от эвтектики, называются доэвтектическими, а более 13% сурьмы — заэвтектическими. Структуры эвтектического, доэвтектического и заэвтектического сплавов сильно различаются между собой. Эвтектика — структура с равномерно распределенными компонентами. В доэвтектических сплавах наряду с эвтектикой имеются кристаллы свинца, в заэвтектических — наряду с эвтектикой кристаллы сурьмы Различие структур определяет различие свойств, сп:;авов. Для определения состояния сплава при любой температуре и нахождения точек кристаллизации с помощью диаграммы нужно из точки концентрации данного сплава восставить перпендикуляр до пересечения с линиями ликвидуса и солидуса. Точки пересечения перпендикуляра укажут начало и конец кристаллизации. Практическое применение диаграммы свинец— сурьма находят, например, при выборе подшипникового сплава. Пользуясь этой диаграммой, установили, что наиболее пригодными для подшипниковых сплавов являются заэвтектические сплавы, состоящие из мягкой эвтектики и твердых вкраплений сурьмы Мягкая основа несколько изнашивается, а твердые кристаллы сурьмы сохраняются, и поэтому в микроуглублениях мягкой основы хорошо удерживается смазка Наиболее подходящими сплавами для подшипников из всех заэвтектических оказались сплавы с содержанием 15—20% 5Ь, так как температуры кристаллизации (плавления) этих сплавов (340—360° С) соответствуют температурам, при которых происходит заливка подшипников. Диаграмма 2-го рода соответствует сплавам, у которых компоненты ив жидком и в твердом состоянии образуют раствор. К ним относятся сплавы медь—никель, железо—никель и др. Диаграмма состояния сплавов медь—никель приведена на рис. 9. Кривая / относится к чистой меди, точка кристаллизации которой 1083° С, а кривая 5 — к никелю, точка кристаллизации которого 1452° С. Кривая 2 характеризует кристаллизацию 20%-ного сплава никеля (или 80%-ного сплава меди). Началу кристаллизации этого сплава соответствует точка а, когда кристаллизуется Рис. 9. Диаграмма состояния сплавов медь—никель решетка меди, в которой имеется 20% никеля. В точке Ъ кристаллизация заканчивается. Аналогично кристаллизуется 40%-ный (кривая 3) и 80%-ный (кривая 4) сплавы никеля, однако точки начала (ш и аг) и конца и Ы) кристаллизации у первого сплава ниже, чем у второго. Перенеся все точки начала и конца кристаллизации меди и никеля и указанных выше сплавов на основную диаграмму (рис. 9 справа) и соединив эти точки, получим линию ликвидуса АаВ и линию солидуса АЬВ. Выше линии АаВ сплавы меди с никелем находятся в жидком состоянии, а ниже линии АЬВ — в твердом. В зоне между АаВ и АЬВ имеются две фазы: жидкий сплав и кристаллы твердого раствора
никеля в меди. Диаграмма 2-го рода отличается от диаграммы 1-го рода тем, что здесь образуется одна кристаллическая решетка, а значит, нет и эвтектического сплава, как это наблюдается у сплавов, образующих механическую смесь. Диаграмма 3-го рода, соответствующая сплавам, которые в результате затвердевания образуют химические соединения, в данном учебнике не рассматривается. В некоторых сплавах могут одновременно находиться механическая смесь, твердый раствор и химическое соединение. Примером служат железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун, подробно рассматриваемые в главе 3.

Теги: , , , , , , , ,

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Рис. 40. Электрохимическая обработка деталей: а — травление; б — полирование лот или щелочей. Для повышения эффективности процесса электролит подогревают до 70—80° С. При соответствующей плотности тока образовавшаяся пленка не может удержаться на анодной поверхности и непрерывно удаляется под действием электрического поля. Пленки удаляются вместе с окалиной, ржавчиной и другими загрязнениями, анодная поверхность не требует дополнительной очистки. При электрохимическом полировании струя электролита 4 (рис. 40, б) протекает с большой скоростью в зазоре между катодом 5 и обрабатываемой поверхностью — анодом 6 и при прохождении тока большой плотности интенсивно растворяет выступы (гребешки) на поверхности заготовки. Электрохимическое полирование и глянцевание используют как окончательную чистовую обработку при изготовлении режущих инструментов (сверл, фрез, калибров и др.) зубьев, шестерен, клапанов и других деталей сложной конфигурации. Химико-механическая обработка выполняется с помощью паст или суспензий. Разрушение и удаление частиц металла происходит без подвода электрической энергии, за счет химических реакций в зоне обработки и сопутствующего им механического воздействия с целью удаления продуктов разрушения. Химико-механическую обработку восполняют по одному из трех вариантов: 1) с применением поверхностно-активных веществ — для притирки, чистовой доводки и шлифования любых металлов и сплавов; 2) с применением электролитов для разрезки сплавов любой твердости, доводки изделий, шлифования; 3) с применением химически активных сред —для притирки, шлифования черных металлов и сплавов. ПРИЛОЖЕНИЕ Соотношение чисел твердости металлов и сплавов, определенных различными методами

Диаметр отпечатка й, мм По Бри-неллю НВ По Роквеллу   По Вик-керсу НУ Диаметр отпечатка (1, мм По Бри-неллю НВ По ^оквеллу   По Вик-керсу НУ
ИКС НЦА няв ИКС НЦА няв
2,00 946 _ _ _ _ 3,85 248 25 63 _ 250
2,05 898 3,90 241 24 63 240
2,10 875 3,95 235 23 62 235
2,15 817 4,00 229 226
2,20 782 72 89 1220 4,05 223 221
2,25 744 69 87 1114 4,10 217 217
2,30 713 67 85 1021 4,15 212 213
2,35 683 65 84 940 4,20 . 207 209
2,40 652 63 83 967 4,25 201 - 201
2,45 627 61 82 803 4,30 197 197
2,50 600 59 81 746 4,35 192 190
2,55 578 58 80 694 4,40 187 186
2,60 555 56 79 649 4,45 183 183
2,65 532 54 78 606 3,85 248 25 63 250
2,70 512 52 77 587 3,90 241 24 63 100 240
2,75 495 51 76 551 3,95 235 23 62 99 235
                       
2,80 477 49 76 534 4,00 229 98 226
2,85 460 48 75 502 4,05 223 97 221
2,90 444 47 74 474 4,10 217 97 217
2,95 429 45 73 460 4,15 212 96 213
3,00 415 44 73 435 4,20 207 95 209
3,05 401 43 72 423 4,25 201 94 201
3,10 388 41 71 401 4,30 197   93 197
3,15 375 40 71 390 4,35 192 92 190
3,20 363 39 70 380 4,40 187 91 186
3,25 352 38 69 361 4,45 183 89 183
3,30 341 37 69 344 4,50 179 88 177
3,35 331 36 68 335 4,55 174 87 174
3,40 321 35 68 320 4,60 170 86 170
3,45 311 34 67 312 4,65 167 85 166
3,50 302 33 67 305 . 4,70 163 84 163
3,55 293 31 66 291 4,75 159 83 159
3,60 286 30 66 285 4,80 ‘ 156 82 156
3,65 277 29 65 278 4,85 152 81 153
3,70 269 28 65 272 4,90 149 80 149
3,75 262 27 64 261 4,95 146 79 146
.3,80 255 26 64 255 [5,00 143 78 143

Химический состав и механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей _(по ГОСТ 1050—74)_ _

Марка стали Содержание элементов, % Свойства после нормализации НВ после отжига или высокого отпуска не более МДж/м" не менее
С Мп   Сг не более МПа о0 „ МПа не р 6, % 1енее % НВ не более
08 0,05—0,12 0,35—0,65 0,17—0,37 0,10 320 200 33 60 131 _ _
10 0,07—0,14 0,35—0,65 0,17—0,37 0,15 340 210 31 55 143
15 0,12—0,19 0,35—0,65 0,17—0,37 0,25 380 230 27 55 149
20 0,17—0,24 0,35—0,65 0,17—0,37 0,25 420 250 25 55 163
25 0,22—0,30 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 460 280 23 50 170 0.9
30 0,27—0,35 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 500 300 21 50 179 0,8
35 0,32—0,40 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 540 320 20 45 207 0,7
40 0,37—0,45 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 580 340 19 45 217 187 0,6
45 0,42—0,50 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 610 360 16 40 229 197 0,5
50 0,47—0,55 0,50—0,80′ 0,17—0,37 0,25 640 380 14 40 241 207 0,4
55 0,52—0,60 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 660 390 13 35 255 217
60 0,57—0,65 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 690 410 12 35 255 217
65 0,62—0,70 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 710 420 10 30 255 224
70 0,67—0,75 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 730 430 9 30 269 224 -
75 0,72—0,80 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 1100 900 7 30 285 241
80 0,77—0,85 0,50—0,80 3,17—0,37 0,25 1100 950 6 30 285 241
85 0,82—0,90 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 1150 1100 6 30 302 255
60Г 0,57—0,65 0,70—1,00 0,17—0,37 0,25 710 420 11 35 269 229
65Г 0,62—0,70 0,90—1,20 0,17—0,37 0,25 750 440 9 285 229
• 70Г 0,67—0,75 0,90—1,20 0,17—0,37 0,25 800 460 5 285 229

Теги: , ,

Аустенит

Аустенит — это твердый раствор углерода в у-же-лезе. Отличается высокой растворимостью углерода, содержание которого составляет до 2% при 1147аС; немагнитен. В углеродистых сталях аустенит начинает получаться при температуре выше 727° С. Имеет невысокую твердость НВ 170—220, достаточную прочность, хорошую пластичность.

Теги: , , ,

Выбор температуры закалки

Выбор температуры закалки. Температура нагрева стали перед закалкой зависит в основном от химического состава стали. При закалке доэвтектоидных сталей нагрев следует вести до температуры, лежащей на 30—■ 50° С выше точки Ас3 (рис. 19). В этом случае сталь имеет структуру однородного аустенита, который при последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую скорость закалки, превращается в мартенсит. Такую закалку называют полной. При нагреве доэвтектоидной стали до температур, лежащих в интер- вале Асх—Ас3, в структуре мартенсита сохраняется некоторое количество оставшегося после закалки феррита, снижающего твердость закаленной стали. Такую закалку называют неполной (рис. 19). Для заэвтектоид-ной стали наилучшая температура закалки —на 30 — 50° С выше Асх, т. е. неполная закалка. В этом случае сохранение цементита при нагреве и охлаждении будет способствовать повышению твердости, так как твердость цементита больше твердости мартенсита. Нагрев заэв-тектоидной стали до температуры выше линии излишен, так как твердость получается меньшей, чем при закалке с температуры выше Асх, за счет растворения цементита и увеличения количества остаточного аустенита. Кроме того, при охлаждении с более высоких температур могут возникнуть большие внутренние напряжения.

Теги: ,