Основные механические свойства: прочность, твердость, упругость, вязкость, плотность
Основные механические свойства: прочность, твердость, упругость, вязкость, плотность
Эти свойства определяют по результатам механических испытаний, при которых металлы подвергаются воздействию внешних сил. Нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию. Рассмотрим, что это такое. Представим, что на образец, с поперечным сечением Fo, действует сила Р. Напряжение – величина нагрузки, отнесенная к единице площади поперечного сечения образца. Обозначается: б= Р\F Мпа. Деформация – изменение формы и размеров твердого тела под влиянием приложенных внешних сил. Различают упругую деформацию, которая исчезает после снятия нагрузки, и пластическую деформацию, которая не исчезает после снятия нагрузки. На базе их построены следующие понятия:
Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок. Определяется в результате статических испытаний на разрушение.
Упругость – способность материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия нагрузки.
Пластичность – способность материала принимать новую форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь
Ударная вязкость – способность материала сопротивляться динамическим нагрузкам. Оценивается при ударных испытаниях на маятниковом копре.
Усталость - процесс постепенного накопления повреждений материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящих к образованию трещин и разрушению.
|
|
Выносливость – свойство материала противостоять усталости.
Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Высокой твердостью обладают режущие инструменты, а также поверхностно-упрочненные детали. Твердость сплавов определяют следующими способами: методом вдавливания, при царапании, методом упругого отскока бойка, при ударном вдавливании.
Раздел 3. Диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
1. Понятия: компонент, фаза, твердый раствор, кристаллизация
2. Классификация Fe+C сплавов по содержанию углерода.
3. Классификация сталей, маркировка, свойства, применение.
4. Чугуны, маркировка, свойства применение.
3.1 Понятия: компонент, фаза, твердый раствор, кристаллизация
Железо является основным компонентом сталей, чугунов и обладает полиморфизмом. На рисунке 2 приведена кривая охлаждения железа с температурами полиморфных превращений.
Рисунок 2 - Кривая охлаждения железа
Железо имеет две температуры полиморфного превращения 911 0С и 1392 0С.
Ниже 911 0С железо имеет кубическую объемноцентрированную ячейку (ОЦК)
При 911 0С решетка перестраивается в кубическую гранецентрированную (ГЦК)
|
|
При 1392 0С решетка вновь перестраивается в ОЦК и модификацию -Fe (Fe).
При 768 0С (точка Кюри) на кривой охлаждения имеется площадка, связанная не с перестройкой решетки, а с изменением магнитных свойств железа.
Ниже 768 0С железо магнитно, выше - немагнитно.
Аллотропия (полиморфизм) – это способность некоторых твердых тел изменять свою кристаллическую решетку при изменении внешних условий (температуры и давления).
α- железо – центрированный куб, растворяет до 0,025 % углерода, магнитно.
β-железо – имеет увеличенный параметр (размер) кристаллической решётки, теряет магнитные свойства.
γ –железо кристаллическая решётка гранецентрированный куб, немагнитно, способно растворять до 2,14 % углерода.
σ- железо – кристаллическая решётка – центрированный куб с увеличенным параметром.
Основные формы- α и γ - железо.
На α → γ, и γ → α превращениях основаны процессы термообработки стали.
Таблица 2 – Аллотропные модификации железа
Форма | Т, ◦С | Обозначение | Тип решетки | Плотность упаковки, % | Параметр решетки | Магн свойства | Раств. углерода | Порог хладноломкости |
альфа | 911 | Fe α | объемно-центрированная кубическая(К8), | 68 | а=2,86 А0 | до 768◦С) ферромагнитно | почти не растворяет | имеется |
гамма | выше 911 | Fe γ | Гранецентри-рованную кубическую (К12) | 74 | а=3,64 А0 | немагнитно | растворяет | не имеется |
|
|
[1А◦ (ангстрем)=10-8см].
При изменении решетки изменяются все свойства железа:
- Fe γ по сравнению с Fe α из-за большей плотности упаковки атомов более пластичное и вязкое.
- При переходе Fe α в Fe γ уменьшается объем.
- Fe γ имеет меньшую теплопроводность.
Рисунок 3 – Виды элементарных кристаллических ячеек
Полиморфные модификации обозначают буквами греческого алфавита , , , и т.д. Модификацию, устойчивую при более низких температурах, обозначают , при более высоких - , затем и т.д. Температурным полиморфизмом обладают около тридцати металлов, например: марганец (-Мn, -Мn, -Мn, -Мn), титан (-Тi, -Тi), кобальт (-Сo, -Сo), олово (-Sn, -Sn) и др. Часть металлов не имеют полиморфных превращений, например: Ni (ГЦК), Аu (ГЦК), Ag (ГЦК), Pt (ГЦК), Cu (ГЦК), Zn (ГПУ).
Точка Кюри - это температура, соответствующая переходу из ферромагнитного состояния в парамагнитное
3.2 Классификация Fe+C сплавов по содержанию углерода.
Сталь – сплав железа с углеродом с содержанием углерода до 2,14%.
|
|
Чугун– сплав железа с углеродом с содержанием углерода от 2,14% до5%.
Углерод может растворяться в решетке железа, создавая твердые растворы внедрения.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 2267; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!