Контрольная работа на тему Материаловедение и технология материалов

Содержание:

Задание 1 3
Задание 2 5
Задание 3 7
Задание 4 12
Задание 5 13
Список литературы 19

Фрагмент текста работы:

Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).
При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в α-железе (δ-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1% заканчивается по линии АН с образованием α (δ)-твердого раствора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE.
При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3% до 6,67% углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР4,3 Л[А2,14+Ц6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.
Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических – аустенит+ледебурит, эвтектических – ледебурит и заэвтектических – цементит (первичный)+ледебурит.
Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении γ-железа в α-железо и распадом аустенита.
Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита.
Линия ЕS показывает температуры начала выдел пня цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.
В точке S при температуре 727°С и концентрации углерода в аустените 0,8% образуется эвтектоидная смесь состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А0,8 П[Ф0,03+Ц6,67].
Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.
Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точкаQ), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит+цементит третичный и называются техническим железом.
Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727ºС имеют структуру феррит+перлит и заэвтектоидные – перлит+цементит вторичный в виде сетки по границам зерен.
В доэвтектических чугунах в интервале температур 1147 – 727ºС при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторичный, вследствие уменьшения растворимости углерода (линия ES). По достижении температуры 727ºС (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит+цементит).
Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного.
Задание 2
10. Классификация, маркировка, свойства и область применения в пожарной технике: б) углеродных сталей.
Ответ
В зависимости от области применения стали подразделяются на конструкционные, инструментальные и специальные. По качеству стали бывают обыкновенные, качественные и высококачественные. Качество стали определяется ее чистотой (малое содержание вредных примесей, шлака) и отсутствием дефектов (газовые раковины, трещины), что зависит от процесса выплавки, разливки и последующей обработки стали на металлургических заводах.
В углеродистых сталях содержится от 0,05 до 1,4% углерода, от 0,25 до 0,75% марганца, от 0,03 до 0,5% кремния, до 0,05% фосфора и до 0,055% серы. Для ответственных деталей содержание серы понижается до 0,02-0,03%.
Конструкционные углеродистые стали бывают обыкновенного качества и качественные.
Марки конструкционных сталей обыкновенного качества по стандарту обозначаются буквами Ст (сокращенное слово «сталь»), после которых ставятся цифры 0, 1, 2, 3 и до 7. С увеличением номера возрастает предел прочности и содержание углерода в стали, уменьшается пластичность стали. Из конструкционных сталей обыкновенного качества изготовляют сортовой и листовой прокат, заклепки, болты, проволоки, трубы и детали машин.
В пожарной технике из стали СтЗ и Ст4 делают крюки штурмовых пожарных лестниц, насадные пожарные багры, из стали Ст4 – вал электродымососа, скобы, упоры, башмаки ручных пожарных лестниц; из стали Ст5 и Ст7 – пожарные ломы и так далее.
Качественные конструкционные углеродистые стали подразделяются по стандарту на 23 марки. Марки сталей обозначаются двухзначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, марка стали 08 обозначает углеродистую качественную сталь с содержанием 0,08% углерода, Ст15 – сталь с содержанием 0,15% углерода.
Качественные углеродистые стали отличаются от сталей обыкновенного качества более высокими механическими свойствами, меньшим содержанием вредных примесей, а поэтому более высокой стойкостью. Из качественных углеродистых сталей изготовляют ответственные детали машин и аппаратов.