Деформация металлов и их механические свойства

Напряжения и деформации. Упругая и пластическая деформация. Механические свойства: прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость и усталость. Теоретическая и реальная прочность металлов. Пути повышения прочности металлов. Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Рекристаллизация. Холодная и горячая деформация.

Контрольные вопросы

1. В чем различие между упругой и пластической деформацией?

2. Как изменяется строение металла в процессе пластического деформирования?

3. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации?

4. Как влияют дислокации на прочность металла?

5. Почему наблюдается большое различие между теоретической и реальной прочностью?

6. Как изменяются свойства металла в результате пластической деформации?

7. В чем сущность наклепа, и какое он имеет практическое использование?

8. Механических свойств, определяемые при испытании на растяжение.

9. Что такое твердость?

10. Методы определения твердости.

11. Что такое ударная вязкость?

12. Что такое усталость?

13. Почему мелкозернистый металл прочнее крупнозернистого?

14. Как изменяются свойства деформированного металла при нагреве?

15. Что такое рекристаллизация?

16. В чем различие между холодной и горячей пластической деформацией?

17. Назначение рекристаллизационного отжига, и как он осуществляется?

Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации

Сущность процесса кристаллизации металлов. Термодинамические основы фазовых превращений. Образование и рост кристаллических зародышей. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Строение металлического слитка.

Понятие о сплавах, системах, компонентах, фазах. Типы взаимодействия компонентов сплавов. Механические смеси. Твердые растворы. Химические соединения.

Диаграммы состояния двойных сплавов: а) с полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии; б) с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; в) с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии; г) с химическим соединением.

Контрольные вопросы

1. Каковы термодинамические условия фазовых превращений?

2. Что такое переохлаждение?

3. Какова связь между величиной зерна и скоростью зарождения кристаллов, скоростью роста кристаллов и степенью переохлаждения?

4. В чем сущность модифицирования?

5. Что такое компонент и фаза?

6. Напишите определения твердого раствора, механической смеси и химического соединения.

7. Как строятся диаграммы состояния сплавов?

8. Начертите и проанализируйте диаграммы состояния: а) при образовании непрерывного ряда твердых растворов; б) при полной нерастворимости компонентов в твердом состоянии; в) при образовании эвтектики, состоящей из ограниченных твердых растворов.

Железо и его сплавы

Железо и его взаимодействие с углеродом. Диаграмма состояния «железо-цементит». Компоненты, фазы и структурные составляющие сталей и белых чугунов, их характеристики, условия образования и свойства. Фазовые превращения в сталях и белых чугунах. Классификация сталей и белых чугунов по структуре.

Сталь. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей. Легирующие элементы в стали. Влияние легирующих элементов на структуру, свойства и превращения в сталях.

Чугуны. Свойства и назначение чугунов. Влияние примесей и скорости охлаждения на структуру серого чугуна. Белый, ковкий чугун и высокопрочный чугуны. Маркировка чугунов.

Контрольные вопросы

1. Что такое сталь и чугун?

2. Что такое феррит, аустенит, перлит, цементит и ледебурит?

3. Каковы структура и свойства технического железа, стали и белого чугуна?

4. В каких условиях выделяется первичный, вторичный и третичный цементит?

5. В чем отличие серого чугуна от белого?

6. Какова структура серого и высокопрочного чугуна?

7. Строение, свойства и назначение ковкого чугуна.

Термическая обработка стали

Превращения в стали при нагреве. Перегрев и пережог.

Превращения переохлажденного аустенита. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита. Перлитное превращение. Мартенситное превращение и его особенности. Строение и свойства мартенсита.. Превращения при нагреве закаленной стали.

Виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Контрольные вопросы

1. Как образуется аустенит при нагреве стали?

2. Что такое перегрев и пережог стали?

3. В чем различие между перлитом, сорбитом и трооститом?

4. Что такое мартенсит, в чем сущность и особенности мартенситного превращения?

5. Что такое критическая скорость закалки?

6. В чем сущность превращений, происходящих при отпуске?

7. Приведите определения основных процессов термической обработки: отжига, нормализации, закалки и отпуска.

8. Как влияет температура отпуска на основные свойства стали?