Чем объясняется что троостит обладает большей твердостью чем сорбит
Теория термообработки. Термическая и химико-термическая обработка сталей.
№ 134. Чем отличаются кристаллы, выделяющиеся в данный момент от выделившихся ранее, при равновесной кристаллизации сплава системы с непрерывным рядом твердых растворов?
А) Ранее выделившиеся кристаллы богаче тугоплавким компонентам. В) Состав кристаллов меняется от компонента А до В, С) Отличия нет. D) Ранее выделившиеся кристаллы богаче легкоплавким компонентом.
№ 135. Чем отличаются кристаллы, образующиеся при данной температуре от выделившихся ранее, при неравновесной кристаллизации сплава системы с непрерывным рядом твердых растворов?
А) Ранее выделившиеся кристаллы богаче тугоплавким компонентом.
B) Ранее выделившиеся кристаллы богаче легкоплавким компонентом.
С) В процессе кристаллизации состав кристаллов меняется от чистого компонента А до В. D) Отличия нет.
№ 136. Какие сплавы системы А-В (рис. 44) могут быть закалены?
А) Любой сплав. В) Сплавы, лежащие между Е и Ь.С) Ни один из сплавов. D) Сплавы, лежащие между а и Е.
№ 137. Как называется склонность (или отсутствие таковой) аустенитного зерна к росту?
А) Отпускная хрупкость. В) Наследственная или природная зернистость.
C) Аустенизация. D) Действительная зернистость.
№ 138. Какие из перечисленных в ответах технологические процессы следует проводить с учетом наследственной зернистости?
А) Холодная обработка давлением. В) Литье в песчаные формы. С) Высокий отпуск
D) Закалка, отжиг.
А) Действительное. В) Начальное. С) Наследственное. D) Исходное.
№ 140. Чем объясняется, что троостит обладает большей твердостью, чем сорбит?
А) Форма цементитных частиц в троостите отличается от формы частиц в сорбите. В) В троостите меньше термические напряжения, чем в сорбите.
C) Троостит содержит больше (по массе) цементитных частиц, чем сорбит.
D) В троостите цементитные частицы более дисперсны, чем в
Сорбите.
ЛЬ 141. Какую кристаллическую решетку имеет мартенсит?
А) Кубическую. В) ГПУ. С) Тетрагональную.
№ 142. Какая из скоростей охлаждения, нанесенных на диаграмму изотермического распада аустенита (рис. 45), критическая?
№ 143. Как называется структура, представляющая собой пересыщенный твердый раствор углерода в
А-железе?
А) Мартенсит. В) Цементит. С) Феррит. D) Аустенит.
№ 144. Какую скорость охлаждения при закалке называют критической?
А) Максимальную скорость охлаждения, при которой еще протекает распад аустенита на структуры перлитного типа.
В)Минимальную скорость охлаждения, необходимую для получения мартенситной структуры.
С) Минимальную скорость охлаждения, необходимую для фиксации аустенитной структуры.
D) Минимальную скорость охлаждения, необходимую для закалки изделия по всему сечению.
№ 145. Каковы основные признаки мартенситного превращения?
А) Диффузионный механизм превращения и четкая зависимость температуры превращения от скорости охлаждения сплава.
В) Зависимость полноты превращения от температуры аустенизации и малые искажения в кристаллической решетке.
С) Слабовыражеиная зависимость температуры превращения от состава сплава и малые напряжения в структуре.
D) Бездиффузионный механизм превращения и ориентированная структура.
№ 146. Принимая во внимание сдвиговый механизм образования мартенсита, назовите вдоль какой плоскости кристалла аустенита должен произойти сдвиг?
А) (110). В) (111).С) (100). D) (101).
№ 147. Как влияет скорость охлаждения при закалке на температуру начала мартенситного превращения?
А) Чем выше скорость охлаждения, тем ниже температура.
В) Температура начала мартенситного превращения не зависит от скорости охлаждения.
С) Чем выше скорость охлаждения, тем выше температура.
D) Зависимость температуры начала мартенситного превращения от скорости охлаждения неоднозначна.
№ 148. От чего зависит количество остаточного аустенита?
А)_От температуры точек начала и конца мартенситного превращения.
В) От скорости нагрева при аустенизации.
С) От однородности исходного аустенита.
D) От скорости охлаждения сплава в области изгиба С-образных кривых.
№ 149. Какой температуре (каким температурам) отвечают критические точки А3 железоуглеродистых сплавов?
№ 150. Что означает точка Ас3?.
А) Температурную точку начала распада мартенсита. В) Температурную точку начала превращения аустенита в мартенсит.
С) Температуру критической точки перехода перлита в аустенит при неравновесном нагреве
D) Температуру критической точки, выше которой при неравновесном нагреве доэвтектоидные стали приобретают аустенитную структуру.
№ 151. На какой линии диаграммы состояния Fe-C расположены критические точки Ат?
№ 152. Как называется термическая обработка стали, состоящая в нагреве ее выше А3 или Ат, выдержке и последующем быстром охлаждении?
А) Истинная закалка. В) Полная закалка.
С) Неполная закалка.
№ 153. Какой структурный состав приобретет доэвтектоидная сталь после закалки от температуры выше Ас1, но ниже Ас3?
А)Мартенсит + феррит.
В) Перлит + вторичный цементит.
С) Мартенсит + + вторичный цементит.
№ 154. От какой температуры (t) проводят закалку углеродистых заэвтектоидных сталей?
№ 155. Почему для доэвтектоидных сталей (в отличие от заэвтектоидных) не применяют неполную закалку?
А) Образуется мартенсит с малой степенью пересыщения углеродом.
В) Образуются структуры немартенситного типа (сорбит, троостит).
С) Изделие прокаливается на недостаточную глубину. D) В структуре, наряду с мартенситом, остаются включения феррита.
№ 156. Какова температура закалки стали 50
(сталь содержит 0,5 % углерода)?
№ 157. Какова температура закалки стали У12 (сталь содержит 1,2 % углерода)?
№ 158. Сколько процентов углерода содержится в мартенсите закаленной стали марки 45 (сталь содержит 0,45 % углерода)?
А) 0,45 %. В) 2,14 %. С) 0,02 %. D) 0,80 %.
№ 159. Что такое закаливаемость?
А) Глубина проникновения закаленной зоны.
В) Процесс образования мартенсита.
С) Способность металла быстро прогреваться на всю глубину.
D) Способность металла повышать твердость при закалке.
№ 160. В чем состоит отличие сталей У10 и У12 (содержание углерода 1,0 и 1,2 % соответственно), закаленных от температуры 760 °С?
А) В структуре сплава У12 больше вторичного цементита.
С) Мартенсит сплава У12 содержит больше углерода. D) Мартенсит сплава У10 дисперснее, чем У12.
№ 161. Как влияет большинство легирующих элементов на мартенситное превращение?
А) Не влияют на превращение.
В) Сдвигают точки начала и конца превращения к более высоким температурам.
С) Сдвигают точки начала и конца превращения к более низким температурам.
D) Сужают температурный интервал превращения.
№ 162. Какова концентрация углерода в мартенсите закаленной стали марки У12 (сталь содержит 1,2 % углерода)?
№ 163. Что называют критическим диаметром?
А) Диаметр изделия, при закалке которого в центре обеспечивается критическая скорость закалки.
В) Максимальный диаметр изделия, принимающего сквозную закалку.
С) Диаметр изделия, при закалке которого в центре образуется полумартенситная структура.
D) Максимальный диаметр изделия, прокаливающегося насквозь при охлаждении в данной закалочной среде.
№164. Как зависит прокаливаемость стали от интенсивности охлаждения при закалке?
А) Взаимосвязь между интенсивностью охлаждения и прокаливаемостью
неоднозначна. В) Чем интенсивнее охлаждение, тем меньше прокаливаемость.
С) Прокаливаемость не зависит от интенсивности охлаждения.
D)Чем интенсивнее охлаждение, тем больше прокаливаемость.
№ 165. Расположите образцы стали, закаленные в воде, в масле и на воздухе, по степени убывания глубины закаленного слоя, если образец, закаленный в воде, насквозь не прокалился.
№ 166. В чем состоит значение сквозной прокаливаемости сталей?
Сквозное прокаливание обеспечивает.
А) повышение твердости термообработанного изделия, однако при этом ударная вязкость в сердцевине ниже, чем в наружных слоях
В)получение после термообработки зернистых структур во всем объеме изделия и высоких однородных по сечению механических свойств.
С) получение одинаковой твердости по сечению изделия.
D) сокращение количества остаточного аустенита, что приводит к повышению механических свойств стали.
№ 167. Как зависит твердость полумартенситной структуры доэвтектоидной стали от концентрации углерода?
А) Чем больше углерода, тем больше твердость.
В) Чем больше углерода, тем меньше твердость.
С) Зависимость неоднозначна. Твердость полумартенситной структуры определяется также характером термообработки.
D) Твердость не зависит от концентрации углерода.
№ 168. Как влияют большинство легирующих элементов, растворенных в аустените, на прокаливаемость стали?
А) Увеличивают прокаливаемость.
В) Уменьшают прокаливаемость.
C) Не влияют на прокаливаемость.
D) Влияние неоднозначно. Велика зависи
мость от режимов отпуска.
№ 169. У сплава А критическая скорость закалки больше, чем у сплава Б. У какого сплава больше критический диаметр?
Б)У сплава Б.
С) Зависимость между критической скоростью закалки и критическим диаметром неоднозначна.
D) Критический диаметр не зависит от критической скорости закалки.
№ 170. На рис. 46 представлены С-образные кривые двух марок стали (А и Б). У какой из них меньше прокаливаемость?
В) По С-образным кривым нельзя судить о прокаливаемости.
D) Исходных данных недостаточно. Нужны сведения о закалочной среде.
№ 171. Чем достигается сквозная прокаливаемость крупных деталей?
А) Многократной закалкой. В) Применением при закалке быстродействующих охладителей. С) Обработкой после закалки холодом.
D) Применением для их изготовления легированных сталей.
№ 172. Как называется термическая обработка, состоящая в нагреве закаленной стали ниже A1 выдержке и последующем охлаждении?
А) Отжиг. В) Аустенизация. С) Отпуск. D) Нормализация.
№ 173. При каком виде отпуска закаленное изделие приобретает наибольшую пластичность?
А) При низком отпуске.
В) При высоком отпуске.
С) Пластичность стали является ее природной характеристикой и не зависит от вида отпуска.
D) При среднем отпуске.
№ 174. При каком виде термической обработки доэвтектоидных сталей возникают зернистые структуры?
А) При изотермической закалке.
В) При закалке со скоростью выше критической.
С) При полном отжиге.
D) При отпуске на сорбит, или троостит.
№ 175. Как влияет температура нагрева при отпуске на твердость изделий из углеродистой стали?
А) Влияние температуры отпуска на твердость неоднозначно.
В) Чем выше температура нагрева, тем выше твердость.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Отпуск сталей
Методы получения аустенита
Стали аустенитного класса образуются в процессе появления и роста зерен исходной микроструктуры металлического изделия. Формирование аустенита осуществляется на поверхности раздела фаз феррита и карбида. Карбидные частицы постепенно растворяются в твердом растворе аустенита.
Получить аустенит также можно из эвтектоидной модификации железа, состоящей из феррита и цементита. Для этого исходную металлическую заготовку необходимо нагреть до температуры 900 °C
Важно, чтобы в сплаве присутствовала минимальная концентрация углерода, равняющаяся 0,66%. Во время этого процесса феррит превращается в аустенит, а цементит полностью растворяется
В итоге сформируется нержавеющая аустенитная сталь.
При производстве металлических заготовок из аустенитных сталей, стабилизированных титаном, необходимо в вакуумно-индукционной печи переплавить металл. Полученный расплав выдерживают в течение длительного периода для его деазотирования. Количество времени, требуемого для этого процесса, зависит от массы исходного изделия. После выдержки в расплавленный аустенит вводится смесь из титана и нитридообразующих химических элементов.
При добавлении хрома и никеля в состав железной модификации нужно выдерживать материал в течение более длительного времени. Очень часто в полученный раствор добавляется смесь из молибдена или фосфора. Эти химические вещества увеличивает вязкость и усталостную прочность железного сплава. Для снижения износа полученного аустенита используют дополнительные легирующие материалы и энергоемкие карбиды.
Низкий отпуск сталей
Низкий отпуск стали делают при температуре до 250°С. При этом процессе из мартенсита выделяется часть избыточного углерода с образованием мельчайших карбидных частиц (ε-карбидов). ε-карбиды выделяются в виде пластин или стержней и они когерентно связаны с решеткой мартенсита. Распад остаточного аустенита при низком отпуске происходит по механизму бейнитного превращения: образуется гетерогенная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. Продуктом низкого отпуска является мартенсит отпуска, который отличается от мартенсита закалки меньшей концентрацией углерода и наличием в нем карбидов (ε-карбидов), которые когерентно связаны с решеткой мартенсита.
При температуре около 250°С начинается превращение карбида в цементит; при этом когерентность решеток α-твердого раствора мартенсита и карбидов нарушается.
Низкому отпуску подвергают инструментальные железоуглеродистые материалы (режущий и мерительный инструмент), а также стали, которые подвергались цементации, нитроцементации. Часто низкий отпуск делают для сталей после термообработки токами высокой частоты.
Структура — троостит
Структура троостита образуется при более медленном охлаждении и представляет собой смесь феррита и цементита с высокой дисперсностью. Троостит имеет меньшие твердость и прочность, чем мартенсит.
Структура троостита образуется в результате превращения аустенита и представляет собой смесь феррита и цементита с высокой дисперсностью. Игольчатый троостит называется бейнитом. Троостит получается при более медленном охлаждении и имеет меньшую твердость и прочность, чем мартенсит.
Структура троостита образуется при более медленном охлаждении и представляет собой смесь феррита и цементита с высокой дисперсностью. Троостит имеет меньшие твердость и прочность, чем мартенсит.
Структура троостита образуется в результате превращения аустеиита и представляет собой смесь феррита и цементита с высокой дисперсностью. Игольчатый троостнт называется бейнитом. Троостит получается при более медленном охлаждении и имеет i-леньшую твердость и прочность, чем мартенсит.
Сталь со структурой троостита обладает повышенной твердостью 40 — 45 HRC, прочностью и умеренной вязкостью и пластичностью.
Частицы карбидов в структуре троостита или сорбита отпуска в отличие от троостита и сорбита, полученных в результате распада переохлажденного аустенита, имеют зернистое, а не пластинчатое строение. Образование зернистых структур улучшает многие свойства стали, особенно пластичность и вязкость, а главное — сопротивление разрушению. При одинаковой твердости и временном сопротивлении сталь с зернистой структурой имеет более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости, а также параметров вязкости разрушения.
Частицы карбидов в структуре троостита или сорбита отпуска в отличие от троостита и сорбита, полученных в результате распада переохлажденного аустенита, имеют зернистое, а не пластинчатое строение. Образование зернистых структур улучшает многие свойства стали. При одина-ковой твердости, пределе прочности и пластичности сталь с зернистой структурой имеет более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости.
Частицы карбидов в структуре троостита или сорбита отпуска в отличие от троостита и сорбита, полученных в результате распада переохлажденного аустенита, имеют зернистое, а не пластинчатое строение. Образование зернистых структур улучшает многие свойства стали, особенно пластичность и вязкость, а главное — сопротивление разрушению. При одинаковой твердости и временном сопротивлении сталь с зернистой структурой имеет более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости, а также параметров вязкости разрушения.
Троостит и сорбит отпуска отличаются от структуры троостита и сорбита закалки. В то время как последние имеют пластинчатое строение, троостит и сорбит отпуска имеют зернистое строение.
| Структура отпущенной стали ( 0 6 % С, X 500. а — мартенсит отпуска. б — троостит. в — сорбит. |
С и получившей в результате термической обработки структуры троостита или сорбита, не наблюдается участков с отдельными зернами структурно изолированного феррита.
Нижний предел температуры закалки хромистой стали обеспечивает отсутствие в структуре троостита и грубых карбидных скоплений, а верхний предел ограничивает начало появления игольчатого мартенсита.
Перлит вспученный
Перлитом также называется кислое вулканическое стекло с мелкой структурой, по которой оно раскалывается на мелкие шарики,
имеющие иногда жемчужный блеск. Состав такого вспученного перлита, %: SiO2 65-75; Al2O3 10-15;
Fe2O3 1,5-2,5; CaO 1,5-2,5; MgO 1,5-2,0. Перлит вспученный содержит до 3-6% конституционной (связанной)
воды. При быстром нагревании содержащаяся в этом перлите вода испаряется, вспучивая породу с увеличением объёма до
10-20 раз. Температура вспучивания 850-1200°C. Вспученный перлит имеет объёмную массу 70-600 кг/м3,
что позволяет использовать его в качестве лёгкого заполнителя в теплоизоляционных изделиях.
Перлит вспученный находит применение прежде всего в строительстве: при изготовлении эффективной штукатурки, кирпича и блоков из
искусственного перлитового камня (преимуществами которого являются малый вес и лёгкость обработки), в качестве звукоизоляционного наполнителя,
утеплителя и т.д. Кроме того вспученный перлит применяют в сельском хозяйстве и не только.
Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1977. — УДК669.0(075.8)
Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. ISBN 5-217-00241-1
Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение. Справ изд. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1982. 480 с.
См. также Железоуглеродистые сплавы и Изотермическое превращение аустенита.
Критические точки превращения
На рис.2 показаны кривые охлаждения и нагревания чистого железа. Как видно из этих кривых, в процессе перестройки одной решетки в другую, а также при расплавлении и затвердевании железа происходят температурные остановки, являющиеся результатом выделения дополнительного количества тепла при охлаждении и поглощении дополнительного количества тепла при нагревании.
Рис. 2. Кривые охлаждения и нагрева чистого железа.
Температурные остановки, при которых происходят перестройки решеток, называются критическими температурами или критическими точками и обозначаются Аrпри охлаждении и Ас при нагревании. В точках Аr2и Ас2,не происходит перестройка атомной решетки, а изменяются магнитные свойства железа. При температуре выше 768° железо теряет способность притягиваться магнитом. При очень малой скорости нагревания и охлаждения критические точки А с3и Аr3не совпадают друг с другом на 12°. При увеличении скорости охлаждения несовпадение критических точек увеличивается, так как температура значительно снижается и железо переохлаждается. Это явление, носит название гистерезис.
При нагревании и охлаждении стали происходит также перестройка атомной решетки, но температуры критических точек не постоянны. Они зависят от содержания углерода и легирующих примесей в стали, а также от скорости нагревания и охлаждения.
На рис. 3 представлена диаграмма состояния углеродистой стали при медленном охлаждении и нагревании.
Рис.3. Диаграмма состояния углеродистых сталей.
Прокаливаемость
Механические свойства элементов конструкции зависят от однородности структуры металла, которая напрямую зависит от сквозной прокаливаемости, минимального диаметра. Данный параметр характеризует образование более половины мартенсита. Так в таблице приведены некоторые показатели, при которых выдерживается критический диаметр.
| Марка стали | Проведение закалки при температуре, °С | Критический диаметр, мм | |
| Среда интенсивного охлаждения | |||
| вода | масло | ||
| 45 | 840…850 | до 9 | до 25 |
| 45Г2 | 840…850 | до 18 | до 34 |
| 40ХН2МА | 840…850 | до 110 | до 142 |
| 38Х2МФА | 930 | до 72 | до 86 |
Как показывает практика, на прокаливаемость большое влияние оказывают легирующие элементы. Особенно это заметно при наличии никеля. Его присутствие позволяет закаливать детали большого диаметра. Так из стали 40ХН2МА можно выточить и подвергнуть термообработке ответственную деталь диаметром свыше 100 мм с сохранением приданных свойств по всему объему.
Феррито-цементитная смесь
Рассмотрим превращения феррито-цементитной смеси ( перлита) в аустенит на примере эвтектоидной ( 0 8 % С) стали. Такие участки феррита неустойчивы и претерпевают превращение в аустенит, стабильный при данной температуре. Как видно из рис. 92 а, аустенит при температурах несколько выше Ас ( 727 С) содержит — 0 8 % С. Образование зародышей аустенита с таким содержанием углерода возможно благодаря флуктуа-циям концентрации углерода в феррите.
Троостит представляет собой феррито-цементитную смесь с еще более высокой степенью измельчения ( дисперсности), чем в сорбите.
| Наложение кривых охлаждения на диаграмму изотермического распада аустенита. |
Превращение начнется образованием феррито-цементитной смеси — троостита, однако оно не закончится в области перлитного превращения, так как прямая 5 не пересекает линию ЬЬ.
Процесс образования зерен феррито-цементитной смеси начинается обычно одновременно в нескольких местах аустенитного зерна.
Распад аустенита с образованием феррито-цементитной смеси складывается из двух элементарных процессов: 1) образования зародышей перлита и 2) роста перлитных образований.
| Влияние содержания углерода в стали на критическую скорость закалки. |
Критические точки распада аустенита в феррито-цементитные смеси ( перлит, сорбит, троостит), смещенные переохлаждением до уровня линии АВ ( верхний район превращений — 700 — 500), обозначаются Аг ( в отличие от равновесной точки Аг), а точка, соответствующая началу образования мартенсита ( линияСО) — Мн. Как показывает рис. 81, положение мартенситной точки не зависит от скорости охлаждения.
| Игольчатый троостит. Сталь с 0 8 % С. Температура изотермической выдержки 250 ( левая микрофотография — начало распада. X 500. |