Основные компоненты полимерных материалов

Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и выражается уравнением:C = K + 1 – Ф,где    С – число степеней свободы системы;К – число компонентов, образующих систему;1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);Ф – число фаз, находящихся в равновесии.Сплав железа с углеродом, содержащий 3,5 %С, называется доэвтектическим чугуном.Его структура при комнатной температуре – перлит + цементит + ледебурит (П+Ц).  а)                                                                       б)Рисунок 2: а-диаграмма железо-цементит,б-кривая охлаждения для сплава, содержащего 3,5% углерода4. Начертите диаграмму изотермического- превращения аустенита стали У8. нанесите на нее кривую режима изотермического отжига. Опишите сущность превращений и получаемую структуру.В случае, когда при охлаждении углеродистой стали (У8) обеспечивается твёрдость 45 ед. HRC. Это возможно при условии охлаждения в масле. В этом случае, когда охлаждают в масле, то такую термическую операцию называют закалкой. После охлаждения структура стали будет бейнит.При охлаждении в масле скорость охлаждения будет меньше скорости критической, но тем ни менее достаточной, чтобы иметь бейнитную структуру при t˚-250-300˚, аустенит переохлажденный превращается в игольчатый бейнит. Этот процесс происходит по частично диффузионному, а в основном по без диффузионному механизму в нутрии металла происходит меж зерненный наклёв вследствие чего решетка аустенита становиться вытянутой (тетрагональной) и металл упрочняется.5. Назначьте режим термической обработки деталей из стали 35.Дайте его обоснование и опишите структуру и свойства детали.Для слабонагруженных деталей из стали 35 применяют следующий режим термической обработки:Таблица 1Термообработка стали 35операция термической обработки температура в ˚Сспособ охлаждениятвёрдостьНормализация830 - 860на воздухе 179 - 229высокий отпуск680 - 700на воздухе207 - 241Ускоренное по сравнению с обычным отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита. Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида (сорбит) и более мелкое эвтектоидное зерно. Кроме того, при нормализации частично подавляется выделение избыточных фаз (феррита), и, следовательно, образуется квазиэвтектоид. В результате прочность стали, после нормализации, становится большепрочности после отжига.Хотя для среднеуглеродистых сталей различие в свойствах нормализованной и отожженной стали более значительно, для неответственных деталей нормализация даёт достаточно удовлетворительные механические свойства . При нормализации охлаждение проводят при спокойном воздухе. Если после нагрева до аустенитной области следует охлаждение в струе воздуха, создающего повышенную скорость охлаждения, то такая обработка носит название одинарной термической обработки. Её применяют, если нужно избежать закалки и получить твёрдость, несколько более высокую, чем при нормализации.Удовлетворительные свойства на изделия из данной стали могут быть получены в небольшом сечении. Потому что материалы, идущие на изготовление конструктивных элементов, деталей машин, механизмов, должны наряду с высокой прочностью и пластичностью хорошо сопротивляясь ударным нагрузкам, обладая запасом вязкости. Учитывая, что в деталях всегда имеются дефекты, являющиеся концентраторами напряжений, конструкционные материалы (каковым является сталь 35) должны обладать высоким сопротивлением хрупкому разрушению и распространению трещин.6. Для некоторых деталей (щек барабанов, шаров дробильных мельниц и т.п.) выбрана сталь 110Г13Л:а)расшифруйте состав и определите группу стали по назначению;б)назначьте режим термической обработки изделий;в)опишите структуру стали и причины ее высокой износостойкости.110Г13Л , содержат около 1 % С (углерода) и 12-13 % Мn (марганца), иногда такую сталь обозначают как Г13Л (1,1 % С; 3 % Мn; 0,5 % Si). Буква Л означает, что сталь литая.Сталь 110Г13Л обладает высокой износостойкостью.Структура этой стали после литья состоит их аустенита и избыточных карбидов (Fe, Мn)3 С,Выделяющихся по границам зерен, карбиды снижают вязкость и прочность стали.Поэтому литые изделия подвергают закалке до 1100° С и с охлаждением в воде.При таком нагреве растворяются карбиды, и сталь после закалки приобретает более устойчивую структуру аустенитную структуру с твердостью по Бринеллю НВ=180-220Стали 110Г13Л обладает следующими механические свойствами:Предел прочности, σв - 800-900 МПаПредел текучести, σт - 310-350 МПаОтносительное сужение, φ - 30- 20 %Относительное удлинение, δ5 - 25- 15 %Из этих данных видно, что сталь с аустенитной структурой характеризуется низким пределомтекучести, составляющим около одной трети предела прочности.Обрабатываемость резанием при твердости НВ 220 – коэффициент обрабатываемости Кv = 0.25Материал резца – твердый сплав (ВК8, Т5К10, ТТ7К12 и др.).Характерной особенностью аустенита в условиях значительных давлений и ударных нагрузок является его повышенная склонность к наклепу. При деформации на 60-70 % твердость стали 110Г13Л, увеличивается до НВ 500, что объясняется большими искажениями кристаллической решетки, дроблением блоков мозаики и образованием структуры мартенсита в поверхностных слоях.Под действием нагрузок эта сталь становилась все тверже и тверже.И именно самоупрочнение послужило, широкому распространению марганцовистой стали.Благодаря высокой износостойкости марганцовистой стали, ее начали применять для изготовления тех деталей, которые в процессе эксплуатации истираются при значительном удельном давлении - рельсовых крестовин, щек дробилок, шаров шаровых мельниц, гусеничных траков и т. п.Список рекомендуемой литературыГуляев А.П. «Металловедение». М., 1986 г.Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. «Материаловедение». М., 1993 г.Новиков И.И. «Теория термической обработки металлов». М., 1993 г.Солнцев А.С. «Материаловедение». М., 2004 г.