27.12.21г.

ПРЕДМЕТ: " ОСНОВЫ  МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ."

Преподаватель: Пархоменко Лариса Ивановна

ГРУППА № 403 темы уроков: " Зависимость качества металла от химического состава.",

                                                     " Ударная вязкость-."

Изучить материал и составить краткий конспект.

                                       Зависимость качества металла от химического состава.

Если кристаллы образованы различными химическими элементами, то изменяется тип связи и характер взаимодействия частиц. К материалам со сложным химическим составом относят сплавы. Диаграммы состояний сплавов, элементы которых образуют: I — твердые растворы, II — твердые растворы и механические смеси, III — механические смеси и химические соединения. При образовании непрерывных твердых растворов (I) свойства сплавов изменяются по криволинейной зависимости, причем многие свойства (особенно электросопротивление) могут существенно отличаться от свойств компонентов. При образовании ограниченных твердых растворов (II) свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам (неограниченная растворимость компонентов друг в друге), изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области (области существования механической смеси — эвтектики) — по прямолинейному закону, причем крайние точки на прямой — это свойства предельно насыщенных твердых растворов, образующих эту механическую смесь. При образовании химического соединения (III) на диаграмме состав-свойства имеется максимум (минимум) значений свойств, соответствующий химическому соединению на диаграмме состояний. 

Если кристаллы образованы различными химическими элементами, то изменяется тип связи и характер взаимодействия частиц. К материалам со сложным химическим составом относят сплавы. Диаграммы состояний сплавов, элементы которых образуют: I — твердые растворы, II — твердые растворы и механические смеси, III — механические смеси и химические соединения. При образовании непрерывных твердых растворов (I) свойства сплавов изменяются по криволинейной зависимости, причем многие свойства (особенно электросопротивление) могут существенно отличаться от свойств компонентов. При образовании ограниченных твердых растворов (II) свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам (неограниченная растворимость компонентов друг в друге), изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области (области существования механической смеси — эвтектики) — по прямолинейному закону, причем крайние точки на прямой — это свойства предельно насыщенных твердых растворов, образующих эту механическую смесь. При образовании химического соединения (III) на диаграмме состав-свойства имеется максимум (минимум) значений свойств, соответствующий химическому соединению на диаграмме состояний. 

Учитывая влияние на свойства всех рассмотренных факторов, можно сделать следующие выводы:

• • изменение физико-механических свойств сплавов в зависимости от состава определяется типом взаимодействия компонентов;
• • свойства твердых растворов плавно изменяются при изменении состава;
• • механические свойства в случае образования смесей изменяются по линиям, близким к прямым, и являются средними между свойствами отдельных фаз. Свойства смесей существенно зависят от их дисперсности. Так, мелкодисперсные смеси характеризуются большей пластичностью, твердостью и прочностью;
• • эвтектические сплавы используются для литья, плавких предохранителей, припоев, подшипниковых сплавов, которые должны состоять из мягких и твердых составляющих;
• • наилучшие для конструкционных материалов сочетания прочности и пластичности получаются в твердых растворах или дисперсных смесях;
• • для инструментальных материалов с высокими значениями твердости лучшими являются материалы, имеющие в составе химические соединения или дисперсные смеси;
• • оптимальными сточки зрения электрических свойств для сплавов высокого сопротивления являются твердые растворы замещения;
• • для проводниковых материалов с высокой электропроводностью наилучшим является использование чистых металлов;
• • для антифрикционных сплавов наиболее подходящи механические смеси разных по свойствам фаз;
• • литейные свойства сплавов определяются характером кристаллизации, что в существенной степени определяется разницей температур ликвидуса и солидуса. Чем больше эта разница, тем больше объем усадочной пористости и больше ликвация по составу. Сопротивляемость деформации литейных сплавов, к числу которых относятся также припои и сварочные материалы, определяется коэффициентом термического сжатия и механическими свойствами сплавов;
• • обработке давлением лучше всего поддаются однофазные материалы (чистые компоненты и твердые растворы). В двухфазных сплавах может проявляться хладно- и красноломкость, т.е. охрупчивание при комнатной и повышенной температуре;
• • для обработки резанием в целях получения поверхности с низкой шероховатостью при одних и тех же энергозатратах лучше использовать многофазные сплавы.
•                                              УДАРНАЯ  ВЯЗКОСТЬ.

• Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

  Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.

  Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/см² или в кДж/м². Ударную вязкость обозначают KCV, KCU, KCT. KC – символ ударной вязкости, третий символ показывает вид надреза: острый (V), с радиусом закругления (U), трещина (Т).

• Существующие лабораторные методы испытаний отличаются по

  • способу закрепления образца на испытательном стенде
  • способу приложения нагрузки — падающая гиря, маятник, молот…
  • наличию или отсутствию надреза в месте приложения удара

  Для испытания «без надреза» выбирается лист материала с равной толщиной по всей площади. При проведении испытания «с надрезом» на поверхности листа проделывается канавка, как правило, на стороне, обратной по отношению к месту удара, на всю ширину (длину) образца, глубиной на 1/2 толщины.

  Ударная вязкость при испытании «без надреза» может превышать результат испытаний «с надрезом» более чем на порядок.

  Среди распространенных методов испытаний на ударную вязкость следует отметить:

  • Испытания по Шарпи
  • Испытания по Гарднеру
  • Испытания по Изоду