Сделай Сам Свою Работу на 5

Покажите связь кривых охлаждения со структурой металлов.





Дайте формулировку понятию – конструкционные.

Конструкц.материалы - это материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. Определяющим параметром конструкционных материалов яв-ся механические свойства, которое отличает их от других технич.материалов (оптических, изоляционных, смазочных, лакокрасочных и тд.). Основные критерии кач-ва конструкц.материалов - это параметры сопротивления внешним нагрузкам: прочность, вязкость, надежность, ресурс эксплуатации.

Мех.св-ва опр-ся способностью материала сопротивляться деформированию и разрушаться под действием внешних воздействующих факторов. Осн.критерии кач-ва: 1) Прочность - способность материала сопротивляться разрушению и пластично деформироваться под воздействием внешних сил; 2)Твердость - способность материала сопротивляться деформированию в поверхностном слое при местном, контактном и силовом воздействии; 3) Упругость - способность материала восстанавливать свою форму и размеры, под действием внеш.сил без разрушения; 4) Вязкость - способность материала поглощать механич.энергию и при этом испытывать значительную пластическую деформацию до разрушения;



5) Хрупкость - способность материала разрушаться под действием внешних сил, сразу после упругой деформации. Конструкц.материалы делятся: по природе материалов — на металлические, неметаллические и композицион.материалы, сочетающие положительные св-ва двух или нескольких материалов; по технологическому исполнению — на деформированные (прокат, поковки, штамповки и др), литые, спекаемые, формуемые, склеиваемые, свариваемые (плавлением, взрывом, диффузионным сращиванием и т.п.); по условиям работы — на работающие при низких температурах, жаропрочные, коррозионно-, окалино-, износо, топливо-, маслостойкие и т.д.; по критериям прочности — на материалы малой и ср.прочности с большим запасом пластичности, высокопрочные с умеренным запасом пластичности.

 

Опишите основные этапы процесса кристаллизации металлов.

Кристаллизация – переход металла из жидкого состояния в твердое.

Процесс образования кристаллов сопровождается выделением тепла, и, наоборот, переход металла из твердого состояния в жидкое сопровождается поглощением тепла. Эти явления можно наблюдать, если через определенные промежутки времени (10-20 сек.) измерять температуру жидкого металла. При охлаждении жидкого металла температура вначале будет падать равномерно. Когда же начнется образование кристаллов, то вследствие выделения скрытой теплоты при формировании кристаллической решетки падение температуры прекратится, и она останется неизменной до полного затвердевания металла. После того как весь металл затвердеет, температура снова начнет понижаться. Температура, соответствующая горизонтальному участку кривой охлаждения, и будет температурой затвердевания данного металла. Ее называют критической температурой. Кривая охлаждения чистого металла. Первый этап - появление зародышей кристаллов. При дальнейшем остывании металла к этим зародышам присоединяются всё новые атомы, которые группируются в определенном порядке один возле другого образуя элементарные ячейки кристаллической решетки (элементарная ячейка изображена в виде квадратика). Этот процесс продолжается до тех пор, пока выросшие кристаллы не заполнят весь объем металла. В процессе кристаллизации одновременно растет много кристаллов. В 1 см может образоваться до 1000 и более кристаллов. И вот наступает такой момент, когда грани смежных кристаллов соприкасаются Кристаллы, имеющие неправильную внешнюю форму, называются кристаллитами, или зернами. Величина зерен зависит от условий кристаллизации и, прежде всего, от скорости охлаждения металла. Чем больше скорость охлаждения металла, тем быстрее он затвердевает, тем больше возникает центров кристаллизации и тем, следовательно, меньше получаются размеры зерна. Влияние скорости охлаждения на величину зерна схематично. В литом металле наблюдаются крупные зерна, а в кованом они значительно меньше. После термической обработки металла они могут быть еще более мелкими.





 

Укажите основную роль процесса образования центров кристаллизации.

Кристаллизация – это процесс перехода металла из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической структуры. Переход металла из жидкого или парообразного состояния в твердое с образованием кристаллической структуры называется первичной кристаллизацией. Образование новых кристаллов в твердом кристаллическом веществе называется вторичной кристаллизацией. Процесс кристаллизации состоит из двух одновременно идущих процессов зарождения и роста кристаллов. Кристаллы могут зарождаться самопроизвольно – самопроизвольная кристаллизация или расти на имеющихся готовых центрах кристаллизации – несамопроизвольная кристаллизация. Процесс кристаллизации складывается из двух этапов: образования центров кристаллизации и роста кристаллов. В переохлажденной (перегретой) либо пересыщенной фазе происходит зарождение новой фазы - образуются центры кристаллизация, которые превращаются в кристаллы и растут, как правило, изменяя форму, содержание примесей и дефектность. Центры кристаллизация возникают гомогенно в объеме начальной фазы и гетерогенно на поверхностях посторонних твердых частиц (первичное зародышеобразование), а также вблизи поверхности ранее сформировавшихся кристаллов новой фазы (вторичное зародышеобразование). Вокруг образовавшихся центров начинают расти кристаллы. По мере роста кристаллов в металле, оставшемся еще в жидком состоянии, продолжают возникать новые центры кристаллизации. Каждый из растущих новых кристаллов ориентирован в пространстве произвольно. Скорость процесса кристаллизации определяется двумя величинами: скоростью зарождения центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов. Под скоростью зарождения центров кристаллизации понимают число зародышей, возникающих за единицу времени в единице объема.

 

4. Объясните природу скрытой теплоты кристаллизации. Переход металла из жидкого состояния в твердое наз-ся первичной кристаллизацией.она протекает вследствие перехода с-мы из неустойчивого ТД состояния в устойчивое,т.е. из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией.характеристикой энергетического состояния с-мы является свободная энергия.Свободной энергией наз-ся часть полной энергии в-ва, которая обратимо изменяется при изменении температуры. Полиморфных превращениях. Плавлении и т.д.При равновесной температуре Тs величины свободных энергий металла в жидком и твердом состояниях равны.Темпертура, при которой практически начинается процесс кристаллизации наз-ся фактической температурой кристаллизации Тк.Разность м/у температурами Тs и Тк наз-ся степенью переохлаждения.на рис.показаны кривые охлаждения, к-рые характеризуют кристаллизацию чистых металлов при охлаждении с разной скоростью.Крист-ия происходит с разной скоростью, поэтому на кривой охлаждения появляется площадка , образование которой объясняется скрытой теплоты кристаллизации.во время плавления происходит поглошение теплоты. Которая расходуется на повышение энергии атомов . т.е. на разрушение кристаллической решетки металла.Эта теплота наз-ся скрытой.В пр-се кристаллизации происходит обратное явление, выделение энергии в виде скрытой теплоты кристаллизации, которая задерживает падение температуры.

Покажите связь кривых охлаждения со структурой металлов.

С помощью кривых охлаждения опред критические точки сплава- это Т, при которых происходят фазовые превращения в сплавах. На кривых охлаждения они выявляются в виде перегибов. Для получения кривых охлаждения используют метод термического анализа. Сплав известного состава или чистый металл нагревают до т-ры плавления в тигле, помещенном в печь. Затем электропитание печи откл, и металл начинает остывать вместе с печью. Охлаждение сплава д/б медленным, чтобы обеспечить его равновесие состояния при всех температурах. В процессе охлаждения ч/з равные промежутки времени фиксируют значения т-ры, по которым строят кривую охлаждения в координатах время-температура. В жидком металле происходит непрерывное движение атомов. С понижением температуры движения атомов замедляются. Они начинают сближаться, группироваться, образуя зародыши или центры кристаллизации. Процесс образования этих зародышей идет непрерывно, но наряду с ним происходит и процесс роста образовавшихся кристаллов. При небольшом переохлаждении образуется малое количество крупных кристаллов, при большом — образуется значительное количество мелких кристаллов. Это находит место в практике литейного производства: при литье тонкостенных деталей получается мелкозернистая структура, а при литье деталей с толстыми стенками — крупнозернистая.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.