WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«Г.Б. Кривошеева, В.В. Тарасов, А.П. Герасимов МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Учебное пособие Рекомендовано методическим советом Дальневосточной государственной морской академии в качестве учебного ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство транспорта России

Дальневосточная государственная морская академия

имени адмирала Г.И. Невельского

Г.Б. Кривошеева, В.В. Тарасов, А.П. Герасимов

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Учебное пособие

Рекомендовано методическим советом Дальневосточной

государственной морской академии в качестве учебного пособия

для организации самостоятельной работы Владивосток 1999 УДК681.3:669.017.12(075.8) Кривошеева Г.Б., Тарасов В.В., Герасимов А.П. Материаловедение:

Учеб. пособие. –Владивосток: ДВГМА, 1999. – 110 с.

Учебное пособие написано в соответствии с государственным стандартом для студентов технических специальностей вузов, в учебных планах которых совмещены «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов» в единой дисциплине. Предназначено для внеаудиторной работы над курсом, выполнения самостоятельных работ и индивидуальных заданий. Изложены основополагающие разделы предмета: основы теории сплавов, сплавы на основе железа, основы термической обработки углеродистых сталей и зарубежные аналоги отечественных конструкционных металлических материалов. Компьютерная поддержка работ осуществляется через сеть Интранет ДВГМА.

Ил. 29, табл. 38, библиогр. 6 назв.

Рецензенты:

А.А. Попович, д-р техн. наук, проф., директор института механики, автоматики и передовых технологий ДВГТУ Г.С. Филиппов, д-р траспорта, проф., зав.

кафедрой технологии консрукционных материалов Дальрыбвтуза Кривошеева Г.Б., Тарасов В.В., Герасимов А.П.

Дальневосточная государственная морская академия им. адм. Г.И. Невельского,

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

вместе с другими общетехническими дисциплинами направлен на обеспечение общеинженерной подготовки.

Учебное пособие предназначено для выполнения самостоятельных работ по разделу «Материаловедение» студентами технических специальностей вузов, при подготовке которых предусмотрено изучение курса «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

В основу настоящего пособия положен модульный курс, составленный в соответствии с требованиями государственного стандарта, включающий следующие этапы: изучение теоретического материала, его осмысление и закрепление, приобретение и развитие практических умений. Для реализации поставленной задачи изложены основы теоретического и технического металловедения по четырем разделам: основам теории сплавов, сплавам на основе железа, основам термической обработки углеродистым сталям и зарубежным аналогам отечественных конструкционных металлических материалов.



Учебное пособие позволит студентам составить представление о процессах и закономерностях, определяющих формирование структуры и различных свойств металлов и сплавов, технологических приемах, используемых на практике для придания металлам определенных свойств.

Книга сопровождается автоматизированным модулем, предназначенным для самостоятельного изучения учебного материала с помощью компьютера.

Глава

ОСНОВЫ ТЕОРИИ СПЛАВОВ

1.1. Основные теоретические сведения 1.1.1. Независимые термодинамические переменные Двухкомпонентными системами являются сплавы двух компонентов (например, металлов А и В). Величина свободной энергии Гиббса сплава, находящегося под определенным внешним давлением, будет зависеть от температуры сплава и состава фаз сплава. Диаграмма состояния o tC двухкомпонентной системы строится в координатах температура – состав (рис. 1). В точa t ках А и В проходят вертикальные оси, на которых расположены диаграммы состояния компонентов А и В. Точки абсциссы АВ соответствуют составам сплавов компонентов А и В, которые выражаются B через содержание одного из A 20 X 40 60 компонентов (например, комB понента В). При этом величина Рис. 1. Координатные оси диаграммы состояния двухкомпонентной системы Сплаву, содержащему Х % компонента В, на линии составов будет соответствовать точка Х, для которой выполняется соответствие Откуда:

Содержание компонента А в сплаве, состав которого соответствует точке Х, будет равно:

AB AX XB

Состояние сплава Х на диаграмме состояния можно характеризовать фигуративной точкой, которая находится на вертикальной прямой, проходящей через точку состава сплава Х. Если исследуемый сплав Х имеет температуру t, то его состояние соответствует фигуративной точке a на прямой Xa.

При изменении температуры образца исследуемого сплава фигуративная точка его будет перемещаться по вертикали Xa.

1.1.2. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях представлена на рис. 2. На диаграмме состояния имеются две линии: А'mB' – линия температур начала кристаллизации (конца плавления) сплавов, или линия ликвидуса твердого раствора; А'nB' – линия температур конца кристаллизации (начала плавления), или линия солидуса твердого раствора.

неограниченной растворимостью компонентов в рые будут происходить в сплаве жидком и твердом состояниях Х при его квазистатическом охлаждении (рис. 3а). При охлаждении образца, находящегося в жидком состоянии, до комнатной температуры в сплаве будут наблюдаться две критические точки (m и n), соответствующие температурам t1 и t2. В исходном состоянии сплав представляет собой жидкий раствор, состав которого соответствует составу сплава. При охлаждении образца сплава до температуры первой критической точки t1 сплав будет оставаться однофазным.





При температуре t1 из жидкого раствора, состав которого отвечает точке m, начнут выделяться кристаллы твердого раствора, состав которых соответствует точке k. Произойдет изменение фазового состояния сплава, он станет двухфазным, начнется процесс кристаллизации. Температура t1 – температура ликвидуса сплава Х.

Выделение первых кристаллов из жидкости в процессе квазистатической кристаллизации происходит при температуре ликвидуса, поэтому можно считать, что на кривой ликвидуса находятся фигуративные точки таких жидких Рис. 3. Кристаллизация двухкомпонентного сплава:

а) диаграмма состояния системы А–В; б) кривые охлаждения растворов, которые при соответствующих температурах являются насыщенными относительно кристаллов твердого раствора. Эти насыщенные жидкие растворы и соответствующие им кристаллы твердого раствора будут находиться друг с другом в равновесии. В нашем случае в начальный момент квазистатической кристаллизации в образце сплава Х в равновесии находятся жидкий раствор (Жm) и кристаллы твердого раствора k, состояние которых описывается фигуративными точками m и k. Вариантность такого двухфазного состояния в двухкомпонентном сплаве при постоянном давлении равна С=К-Ф+1=2-2+1=1. Поэтому двухфазное состояние в двухкомпонентном сплаве может существовать в интервале температур. Это означает, что процесс квазистатической кристаллизации твердого раствора в сплаве будет происходить в интервале температур.

Ввиду того что выпадающие из жидкости кристаллы k твердого раствора cодержат меньшее количество компонента А, чем сама жидкость, последняя в процессе кристаллизации будет обогащаться компонентом А.

Фигуративная точка, отвечающая жидкой фазе, при понижении температуры будет перемещаться от точки m вниз по кривой ликвидуса, а фигуративная точка, соответствующая твердому раствору, – от точки k вниз по кривой солидуса. При какой-то промежуточной температуре t2 составы находящихся в равновесии жидкой и твердой фаз, будут описываться фигуративными точками c и d, а состояние сплава Х – фигуративной точкой f. Отрезок cd, соединяющий фигуративные точки равновесных фаз, носит название коноды. Количество каждой из равновесных фаз в рассматриваемом сплаве может быть определено по правилу рычага. Если принять за точку опоры мысленного рычага cd фигуративную точку f, согласно правилу рычага отношение масс фаз будет обратно отношению отрезков от точки f до фигуративных точек соответствующих фаз. Таким образом, где mЖ и m – масса соответственно жидкой и твердой фаз.

Из уравнения (4) следует, что где mспл – масса сплава.

Как видно из этих уравнений, количество той или иной фазы в сплаве может быть выражено в долях или в процентах от массы всего сплава. При этом вся длина коноды cd будет соответствовать массе всего сплава, то есть 100 %, а отрезки cf и fd – массам фазы и жидкой фазы.

Процесс кристаллизации закончится при такой температуре, при которой отрезок коноды между точками, соответствующими кристаллам фазы и сплаву, будет равен нулю. Такой температурой будет температура t2. Температура конца кристаллизации сплава t2 называется температурой солидуса сплава. Точки r и n будут соответствовать составам последних капель жидкого раствора и кристаллов фазы, находящихся в равновесии друг с другом при температуре t2. Следовательно, процесс кристаллизации сплава Х происходит в интервале температур от t1 до t2. При этом фигуративная точка жидкого раствора перемещается по кривой ликвидуса от точки m до точки r, а фигуративная точка твердого раствора – по кривой солидуса от k до точки n. Процесс кристаллизации является второй стадией процесса охлаждения сплавов. Он может быть записан в виде реакции Эта реакция является реакцией кристаллизации сплава.

При охлаждении сплава Х от t2 до комнатной температуры в нем никаких фазовых превращений не происходит. Эта третья стадия охлаждения может быть записана аналогично первой стадии:

При квазистатическом нагревании сплава Х последовательность процессов, происходящих в нем, будет обратной. Кривые охлаждения и нагревания образца сплава Х (рис. 3б) в интервале температур от t1 до t2 изменяют свой ход, что связано с выделением или поглощением теплоты кристаллизации.

Поэтому по термограммам охлаждения или нагревания сплава можно определить температуры ликвидуса и солидуса.

Подобные кривые получаются и при термическом анализе других сплавов заданной системы. Различие между кривыми охлаждения различных После квазистатической кристаллизации структура сплава Х будет соРис. 4. Структура сплава Х после ква- стоять из кристаллов твердого расзистатической (равновесной) кристаллиза- твора, состав которых соответствует 1.1.4. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и ограниченной раствримостью компонентов в твердом состояниях (эвтектический тип) Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состоянии эвтектического типа приведена на рис. 5.

А'e – линия ликвидуса твердого раствора (твердого раствора компонента В в компоненте А), В'e – линия ликвидуса твердого раствора (твердого Рис. 5. Диаграмма состояния эвтектического типа системы А-В раствора компонента А в компоненте В). А'а и В'b – это линии солидуса и твердых растворов соответственно; ab – эвтектическая линия; е – эвтектическая точка; аc является линией ограниченной растворимости компонента В в компоненте А (линией сольвуса раствора), а bd – линией ограниченной растворимости компонента А в компоненте В (линией сольвуса раствора).

Эти линии разбивают всю диаграмму состояния системы А–В на шесть фазовых областей: три однофазные области (Ж,, ) и три двухфазные области (Ж+, Ж+, +). Эвтектическая прямая является по существу седьмой, выродившейся в линию трехфазной областью Ж++.

Все сплавы системы А–В могут быть подразделены на доэвтектические, эвтектический и заэвтектические сплавы. Состав эвтектического сплава соответствует составу точки эвтектики е. Доэвтектические сплавы находятся в области, расположенной между компонентом А и эвтектическим сплавом, а заэвтектические сплавы – в области между эвтектическим сплавом и компонентом В.

Проанализируем процессы, происходящие при охлаждении эвтектического сплава Х такой системы, в которой величина предельной растворимости как компонента В в твердом растворе, так и компонента А в твердом растворе не изменяется при изменении температуры (рис. 6а). Вертикаль, проходящая через точку Х, пересекает линии диаграммы состояния в точке е. Следовательно, сплав Х будет иметь одну критическую точку, которой соответствует эвтектическая температура te. При охлаждении сплава до te фазовый состав сплава изменяться не будет.

t, oC Точка е одновременно принадлежит как кривой ликвидуса твердого раствора, так и кривой ликвидуса твердого раствора. Жидкий сплав, фигуративная точка которого соответствует точке е, будет одновременно насыщен как по отношению к кристаллам раствора, так и по отношению к кристаллам фазы.

Поэтому из этого жидкого раствора в процессе квазистатической (равновесной) кристаллизации одновременно будут выделяться как, так и кристаллы. Получающаяся в результате кристаллизации сплава Х смесь и кристаллов носит название эвтектической смеси, или эвтектики. Процесс эвтектической кристаллизации может быть записан в виде реакции При квазистатической эвтектической кристаллизации в образце сплава Х в равновесии находятся три фазы: жидкий раствор, кристаллы твердого раствора и кристаллы твердого раствора, составы которых соответствуют фигуративным точкам е, a и b. Вариантность трехфазного состояния двухкомпонентного сплава С=К-Ф+1=2-3+1=0. Следовательно, трехфазное состояние может существовать только при определенной температуре te и равновесная эвтектическая кристаллизация будет происходить при постоянной температуре. После окончания эвтектической кристаллизации структура сплава будет представлять собой эвтектическую смесь кристаллов и фаз.

Соотношение количеств этих фаз в эвтектике Предельные растворимости компонентов А и В в фазах, при изменении температуры не изменяются, поэтому в процессе охлаждения сплава Х до комнатной температуры составы фаз в сплаве изменяться не будут.

На рис. 6б представлена кривая охлаждения сплава Х. На кривой охлаждения наблюдается горизонтальная площадка, соответствующая эвтектической кристаллизации. Микроструктура эвтектического сплава (рис. 7) имеет одну структурную составляющую эвтектику, но фазовых составляющих в структуре сплава Х будет две. Это эвтектические кристаллы твердого раствора и эвтектические кристаллы твердого раствора.

Эвтектика ( + ) такой системы, в которой предельная растворимость компонента В в твердом растворе и предельная растворимость компонента А в твердом растворе уменьшаются с понижением температуры (рис. 8). Вертикаль сплава Х1 пересекает в точках 1 и 2 две линии диаграммы состояРис. 7. Микроструктура эвтек- ния. В интервале температур от t1 до te происходит кристаллизация твердого раствора тического сплава (схема) Кристаллы фазы, выделяющиеся в эту стадию кристаллизации, называются первичными. В конечный момент кристаллизации фигуративная точка первичных кристаллов оказывается в точке а, а фигуративная точка жидкого раствора в точке е.

При температуре te жидкий раствор кристаллизуется в виде эвтектики Таким образом, кристаллизация сплава Х1 происходит в две стадии. Поэтому после эвтектической кристаллизации при температуре te структура сплава будет состоять из двух структурных составляющих: первичных кристаллов твердого раствора и эвтектики а+b. Фазовых составляющих в структуре сплава Х1 после кристаллизации эвтектики будет также две. Это кристаллы и фаз.

В результате того, что предельная растворимость компонента В в твердом растворе уменьшается с понижением температуры, в процессе охлаждения будет происходить распад твердого раствора с выделением вторичных кристаллов. При этом фигуративная точка кристаллов будет перемещаться по кривой аd, а кристаллов – по кривой bc. Этот процесс может быть записан в виде реакции В результате этого процесса в кристаллах фазы появятся мелкие вторичные кристаллы фазы. С понижением температур предельная растворимость компонента А в твердом растворе также уменьшается, поэтому аналогичный процесс будет происходить и в кристаллах фазы:

Реакции (11) и (12) могут быть объединены, так как они протекают одновременно:

В результате этих процессов появляются вторичные кристаллы в первичных кристаллах a фазы и в кристаллах и фаз эвтектики. Однако выделения вторичных кристаллов в эвтектике не заметно, так как сама эвтектика на шлифе выглядит как достаточно дисперсная смесь двух видов кристаллов.

Поэтому вторичные кристаллы заметны только в первичных кристаллах твердого раствора. Кривая охлаждения Х2 приведена на рис. 8б. В структуре сплава Х1 рис. 9а наблюдаются следующие структурные составляющие: первичные кристаллы твердого раствора с выделением вторичных кристаллов и + эвтектика. В структуре будут две фазовые составляющие: кристаллы d и с фаз, состав которых соответствует фигуративным точкам d и c.

Заэвтектический сплав Х2 также имеет две критические точки (точки 3 и 4). При охлаждении сплава Х Рис. 8. Кристаллизация доэвтектического и заэвтектического сплавов:

Видно, что процесс кристаллизации этого сплава происходит в две стадии и в структуре сплава будут следующие структурные составляющие: первичные кристаллы фазы с включениями вторичных кристаллов и эвтектика (рис. 9б). Кривая охлаждения сплава Х2 приведена на рис. 8б. В других до- и заэвтектических сплавах при их охлаждении из жидкого состояния будут происходить процессы, аналогичные рассмотренным выше сплавам Х1 и Х2.

Рассмотрим процессы, происходящие при квазистатическом охлаждении образца доэвтектического сплава Х3 (см. рис. 10). Вертикаль сплава пересекает три линии диаграммы состояния в точках 5 – 7. Поэтому при охлаждении сплава Х3 будут наблюдаться три критические точки (t5, t6 и t7):

Стадии охлаждения до температуры t7 аналогичны стадиям охлаждения и кристаллизации сплавов типа твердых растворов. При температуре t7 фигуративная точка сплава оказывается на кривой сольвуса твердого раствора.

Поэтому твердый раствор будет насыщенным относительно кристаллов фазы и при дальнейшем охлаждении из кристаллов фазы будут выделяться а) диаграмма состояния эвтектического типа системы А-В;

вторичные кристаллы фазы. Эти кристаллы фазы образуются как по Рис. 11. Схема микрострук- составляющие: кристаллы и фаз.

Компьютерная поддержка по первой главе включает в себя информационный материал теоретического курса и тренажер домашнего задание № 1.

Эти ресурсы хранятся на компьютере кафедры "Технология материалов", доступны каждому курсанту и могут быть скопированы на дискеты для использования ими при непосредственной работе на компьютере. Для получения копий необходимо обратиться к оператору кафедры.

Ресурсы могут пересылаться по локальной сети ДВГМА на другой компьютер и распечатываться для получения твердой копии. Для этого необходимо на экране (рабочем столе) компьютера активизировать и раскрыть пиктограмму “Сетевое окружение”. В диалоговом окне “Сетевое окружение” последовательно выбрать пиктограммы каталогов: Вся сеть/Fesma/smf/Tm. В каталоге Tm выбрать Resors в котором содержатся файлы доступные для копирования.

Информационный материал в виде гипертекста хранится на локальном //lynk.8080/pages/tekhnol/.

Адрес электронной почты в локальной сети ДВГМА – Кривошеева Галина Борисовна. Адрес кафедры "Технология материалов" на локального сервера ДВГМА – Fesma/tm (в настоящее время доступен только в сети ДВГМА).

Информационный материал теоретического курса включает:

1. Основы теории сплавов. Имя файла – Glava1.doc.

2. Терминологический словарь. Имя файда – Termin.doc.

Файлы формата (с расширением) doc поддерживаются редактором Microsoft Word, являющимся приложением Windows 95.

Компьютерная поддержка выполнения домашней работы включает:

1. Бланк задания домашней работы с вариантами заданий, исходными диаграммами и контрольными вопросами. Имя файла – Home1.doc;

2. Исполнительный файл с именем Home.exe – тренажерной программы домашней работы, позволяющей на компьютере смоделировать диаграмму состояния и по заданному процентному содержанию углерода построить кривую охлаждения заданного сплава, найти схему его микроструктуры, провести расчеты химического состава фаз, находящихся в равновесии и их массовой доли.

Программа разработана под MS DOS и поддерживается на PC 286 и выше. Использование программы требует от пользователя элементарных навыков работы с компьютером. Достаточно скопировать файл на жесткий диск, активизировать его с помощью клавиатуры или мыши и нажать клавишу Enter или сделать два щелчка мышью. После загрузки программы необходимо строго следить за сообщениями на экране и переходить к очередному этапу выполнения задания нажатием клавиши Enter.

По заданным исходным данным моделируются диаграммы состояния.

Автоматически создается внешний текстовый файл с именем Home.lsp, содержащий исходный код на языке программирования AutoLisp, который записывается в каталог исполнительного файла Home.exe.

Файл Home.lsp можно использовать для получения векторных рисунков диаграмм состояния в соответствии с выбранным вариантом домашнего задания. Построение выполняется с помощью программы САПР AutoCad. Для этого пользователю необходимо иметь навыки работы с программным продуктом AutoCad версии 10 и выше.

тренажер (Исполнительный (Исходный код на языке программирования AutoLisp) (фото и рисунки микроструктур) В таблице 2 приведены исходные данные для выполнения первого домашнего задания, типы диаграмм состояния (колонка 2 табл.) представлены на рис. 12, 13, 14.

t, oC t, oC t, oC Для выполнения задания необходимо:

1. Выяснить у преподавателя курса «Материаловедение и технология конструкционных материалов» Ваш порядковый номер по классному журналу (этот номер соответствует № варианта по табл.2), определить соответствующий этому варианту тип диаграммы состояния и состав сплава. (Например, для варианта задания № 15 следует копировать диаграмму состояния третьего типа (рис.14), выписать состав двойного сплава равный 70 % компонента В).

2. Изобразить диаграмму состояния системы АВ в соответствии с Вашим вариантом задания в фазовом и структурном виде.

3. Обозначить на рисунках критические точки, линии ликвидуса, солидуса, сольвуса, фазовые превращения, фазовые и структурные области.

4. Нанести на диаграмму фигуративную линию контрольного сплава с указанием критических точек.

5. Построить кривую охлаждения двойного сплава заданного состава, рассмотреть превращения, проходящие при его кристаллизации.

6. В середине температурного интервала первичной кристаллизации заданного сплава определить количественное соотношение фаз и их химический состав.

7. Изобразить микроструктуру заданного сплава при нормальной температуре, отметив структурные составляющие и фазы.

Отчет по домашнему заданию выполняется по установленной форме на форматных листах (А4).

Защита задания проводится на 5 неделе занятий в часы консультаций.

1.3.2. Контрольные вопросы для защиты задания 1. Что означает проекция точки пересечения коноды с линией солидуса на ось концентраций?

2. Что означает проекция точки пересечения коноды с линией ликвидуса на ось концентраций?

3. Конода разделена точкой, показывающей состав сплава на два отрезка.

Отрезок прилегающий к линии ликвидуса вдвое длиннее. Каков процент жидкой фазы в сплаве?

4. Конода разделена точкой, показывающей состав сплава на два отрезка.

Отрезок прилегающий к линии ликвидуса вдвое длиннее. Каков процент твердой фазы в сплаве?

5. На какой линии лежит точка, соответствующая концу равновесной кристаллизации сплава?

6. Сколько фаз находятся в равновесии при первичной кристаллизации двухкомпонентного сплава не эвтектического состава?

7. Как называется разница между температурой плавления и кристаллизации металла?

8. Из каких фаз состоит структура сплава, содержащего 30 % компонента А (рис. 13) в области первичной кристаллизации?

9. Каким образом изменяется состав твердой фазы при кристаллизации сплава, содержащего 60 % компонента В (рис.12)?

10. Сплав с какой структурой (рис.14) будет иметь минимальную температуру плавления?

11. Как называется способность твердого тела существовать в нескольких кристаллических структурах?

12. По какой линии изменяется состав жидкой фазы в процессе кристаллизации?

13. По какому правилу определяется состав фаз?

14. По какому правилу определяется количество фаз, находящихся в равновесии?

15. В каких координатах строят кривые охлаждения сплавов?

16. Как называется переход металла из жидкого или парообразного состояния в твердое с образованием кристаллической структуры?

17. Как называется группа химических элементов, обладающих в области низких температур явлением сверхпроводимости?

18. Как называется линия диаграммы состояния на которой лежат точки, соответствующие началу равновесной кристаллизации сплава?

19. Как называется линия диаграммы состояния на которой лежат точки, соответствующие концу равновесной кристаллизации сплава?

20. Что называют зерном металла?

1.4. Информационно–справочные данные Аллотропия, или полиморфизм (allotropy/polymorphism) – способность некоторых металлов существовать в двух или нескольких кристаллических формах.

Анизотропия (anisotropy) – различие свойств металлов и сплавов в разных кристаллографических направлениях.

Гетерогенная система (от греч. heterogenes – разнородный) – макроскопически неоднородная физико-химическая система, состоящая из различных фаз, разграниченных поверхностями раздела.

Гетерогенные сплавы (heterogeneous alloy) – сплавы, структура которых состоит из двух или более фаз.

Гомогенизационный отжиг (diffusion annealing, homogenizing) – отжиг при высокой температуре и длительной выдержке с целью уменьшения химической неоднородности, обусловленной ликвацией.

Гомогенная система (от греч. homogenes - однородный) – макроскопически однородная система, состоящая из одной фазы.

Гомогенные сплавы (homogeneous alloys) – сплавы, структура которых состоит из одной фазы (например, твердого раствора).

Двойные системы, или бинарные, двухкомпонентные (double system, or binary, two components) – физико-химические системы, состоящие из двух независимых составных частей (компонентов).

Дендрит (dendrite) – кристалл древовидной формы, возникающий при кристаллизации в результате различий в скоростях роста зародыша в разных кристаллографических направлениях.

Дендритная ликвация (dendrite liquation) – ликвация внутри одного дендрита или зерна, определяемая интервалом и скоростью кристаллизации.

Диаграмма состояния (phase equilibrium diagram, equilibrium, diagram, constitutional diagram) – диаграмма, показывающая равновесное фазовое состояние сплавов при разных температурах (давлениях) в зависимости от их концентрации или графическое изображение соотношения между параметрами состояния термодинамически равновесной системы (температурой, химическим и фазовым составом).

Зерно (grain) – отдельные кристаллиты поликристаллического конгломерата, разделенные между собой границами.

Зональная ликвация (zonal liquation) – ликвация в отдельных частях слитка или изделия.

Инконгруэнтно плавящиеся фазы (incongruently fusil phases) – промежуточные фазы, при плавлении которых состав образующейся жидкой фазы отличается от состава твердой фазы.

Интерметаллид (metallide) – химическое соединение двух или более металлов между собой; обычно имеет широкую область гомогенности.

Квазистатические (равновесные) процессы (infinitesimal equilibrium processes) – процессы, которые протекают при бесконечно малых отклонениях.

Компоненты (components) – это химические индивиды, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз термодинамической системы.

Компонент (component) – чистый химический элемент или устойчивое химическое соединение, входящие в состав сплава.

Конгруэнтно плавящиеся фазы (congruently fusil phases) – промежуточные фазы, при плавлении которых составы твердой и жидкой фаз совпадают.

Конода – связующая прямая, соединяющая сопряженные точки, изображающие составы равновесных фаз или линия, соединяющая составы фаз, находящихся в равновесии или линия на диаграмме состояния между двумя нодами, соответствующая постоянным внешним условиям (температура, давление) сосуществования фаз и позволяющая определить состав каждой из фаз и их количественное соотношение в данном сплаве.

Концентрация (concentrate) – количество вещества, содержащееся в единице массы или объема сплава.

Кривая нагрева (охлаждения) (heating/cooling curve) – график, характеризующий увеличение (уменьшение) температуры от времени.

Кристаллизация (crystallization) – процесс образования кристаллов из жидкого, газообразного и твердого состояний.

Критические точки (critical (thermal) points) – точки, соответствующие изменению фазового состояния в сплаве.

Ликвация (liquation) – неоднородность сплава по химическому составу, структуре и неметаллическим включениям, образующаяся при кристаллизации слитка.

Ликвидус (liquidus) – геометрическое место точек температур начала кристаллизации всех сплавов системы или графическое изображение на диаграмме состояния (точка, линия или поверхность) зависимости температур начала кристаллизации (или завершения расплавления) от химического состава сплава.

Макроструктура (macrostructure) – строение металлов и сплавов, видимое невооруженным глазом или с помощью лупы на шлифованных и/или протравленных образцах.

Метастабильная фаза (metastable phase) – промежуточная, относительно устойчивая фаза, которая может перейти в более устойчивую под действием внешнего воздействия или самопроизвольно.

Микроструктура (microstructure) – строение металлов и сплавов, выявляемое с помощью микроскопа на шлифованных и (или) протравленных образцах (в оптическом и растровом электронных микроскопах) или на репликах и фольгах (в просвечивающем электронном микроскопе).

Монотектическое превращение (monotectic transformation) – процесс превращения жидкой фазы в две новые: твердую и жидкую, отличающуюся от исходной составом; в равновесных условиях происходит при постоянной температуре.

Неограниченный твердый раствор (unlimited solid solution) – твердый раствор замещения между двумя или более компонентами, неограниченно растворимыми в твердом состоянии.

Нода – точка, определяющая состав фазы на диаграмме состояния.

Нонвариантное (безвариантное) равновесие (nonvariant equillibrium) – равновесие, при котором сплав из данного числа фаз может существовать только в совершенно определенных условиях: при постоянной температуре и определенном составе всех находящихся в равновесии фаз. Это означает, что превращение начинается и заканчивается при одной постоянной температуре.

Область несмешиваемости (miscibility gap) – область на диаграмме состояния область, в которой происходит расслаивание растворов металлических сплавов.

Ограниченный твердый раствор (limited solid solution) – твердый раствор между двумя или более компонентами, существующий до определенной, ограниченной концентрации компонентов.

Ордината сплава – вертикальная прямая, проходящая через точку состава сплава.

Пересыщенный твердый раствор (supersaturated solid solution) – раствор, в котором концентрация растворенного элемента больше равновесной для данной температуры.

Перитектика – смесь двух фаз, образовавшихся в результате перитектического превращения.

Перитектическое превращение (перитектическая реакция) (peritectic transformation/ reaction) – процесс взаимодействия кристаллов твердого раствора с жидкостью, происходящий при постоянной температуре и постоянной концентрации фаз, приводящий к образованию кристаллов другого твердого раствора.

Перитектическое превращение (peritectic transformation) – процесс образования твердой фазы в результате взаимодействия жидкой и другой твердой фазы, отличающейся от новой составом и структурой; в равновесных условиях происходит при постоянной температуре.

Перитектоидное превращение (peritectoid transformation) – фазовое превращение в твердом состоянии при охлаждении, заключающееся в образовании одной новой фазы из двух других; полностью обратимо при нагреве.

Правило отрезков (rule of segments) (рычага) используют для определения количественного соотношения фаз, находящихся в равновесии при данной температуре. Согласно этому правилу, например, для определения массового или объемного количества твердой фазы необходимо вычислить отношение длины отрезка, примыкающего к составу жидкой фазы, к длине всей коноды;

для определения количества жидкой фазы – отношение длины отрезка, примыкающего к составу твердой фазы, к длине коноды.

Правило фаз (правило равновесия фаз) Гиббса (rule of phase equilibrium) позволяет определить закономерность изменения числа фаз в гетерогенной системе, устанавливая зависимость между числом термодинамических степеней свободы (С), числом компонентов (К), образующих систему, и числом фаз (Ф), находящихся в равновесии: С = К - Ф + 2, где 2 – число внешних факторов. При изучении физико-химических равновесий за внешние факторы, влияющие на состояние сплава, принимают температуру и давление.

Применяя правило фаз к металлам, можно во многих случаях принять изменяющимся только один внешний фактор -температуру, т.к. давление, за исключением очень высокого, мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях. Тогда уравнение примет следующий вид: С = Промежуточные фазы (intermediate phases) – твердые фазы, которые образуются в интервале концентраций между граничными твердыми растворами на основе компонентов. От граничных растворов на диаграмме состояния промежуточные фазы всегда отделены двухфазными областями.

Промежуточные фазы переменного состава (intermediate phases of variable composition) – это фазы, имеющие сравнительно широкие области гомогенности. Могут представлять собой твердые растворы на базе определенных химических соединений или растворы на базе несуществующих полиморфных модификаций одного из компонентов, которые оказываются устойчивыми из-за концентрационного полиморфного превращения.

Промежуточные фазы постоянного состава (intermediate phases of fixed composition) – это определенные химические соединения компонентов, для которых характерны очень узкие (практически отсутствующие) области гомогенности. На диаграмме состояния эти области изображаются вертикальными прямыми (ординатами).

Равновесное состояние термодинамической системы (state of equilibrium of thermodynamic system) характеризуется при постоянных внешних условиях неизменностью термодинамических параметров во времени и отсутствием в системе потоков энергии и вещества.

Раствор (solution) – однородная смесь двух или большего числа компонентов, равномерно распределенных в виде атомов, ионов или молекул в жидкости или твердом веществе.

Солидус (solidus) – геометрическое место точек температур конца кристаллизации всех сплавов системы.

Сольвус (solvus line, solvus) – линия ограниченной растворимости в твердом состоянии на диаграмме состояния.

Сплавы – однородные системы из двух или более элементов, претерпевающие переход из жидкого состояния в твердое агрегатное состояние и обладающие характерными металлическими свойствами.

Стабильная фаза (stable phase) – фаза, устойчивая в данных условиях.

Структура (structure) – собирательное название характеристик макроскопического и микроскопического строения вещества.

Структурная составляющая (structural component) – элемент микроструктуры сплава с характерным и однообразным строением, а также или отдельные элементы микроструктуры сплава с характерным строением при средних увеличениях.

Твердый раствор (solid solution) – однородные твердые вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрация которых может быть изменена без нарушения однородности, или однофазное твердое состояние сплава, представляющее собой кристаллическую решетку растворителя, в которой находятся атомы одного или более растворенных элементов.

Твердый раствор внедрения (interstitial/introduction solid solution) – раствор между металлом и неметаллом, в котором атомы неметалла располагаются в междоузлиях атомов металлов.

Твердый раствор замещения (substitutional solid solution) – раствор между двумя или более металлами, в котором атом одного компонента занимает место любого атома в кристаллической решетке второго компонента.

Темп кристаллизации (rate of crystalline growth) характеризует увеличение в сплаве количества кристаллов при понижении температуры, т.е. скорость кристаллизации по температуре dm /dt, где m – масса выпадающих кристаллов и t –температура.

Термодинамическая система (thermodynamic system) – это отделенная от внешней среды реальными или воображаемыми границами и заполненная веществом часть пространства, внутри которой между составляющими систему материальными объектами возможен обмен энергией и веществом.

Термодинамические степени свободы (thermodynamic degree of freedom) – это термодинамические параметры равновесной системы (температура, давление и концентрация), которым можно придавать произвольные (в некотором интервале) значения так, чтобы не появлялись новые и не исчезали старые фазы.

Фаза (phase) – это совокупность тождественных по химическому составу гомогенных частей термодинамической системы, одинаковых по всем свойствам, не зависящих от массы, или однородная часть гетерогенной системы с собственным химическим составом, строением, свойствами, отделенная от других частей системы поверхностью раздела. Под фазами термодинамической системы понимают такие части гетерогенной системы, которые имеют одинаковое строение и в стабильном состоянии - одинаковый состав.

Фазовое, или гетерогенное, равновесие (phase or heterogeneous equilibrium) – это равновесное состояние термодинамической системы, состоящей из двух или большего числа фаз.

Фазовое превращение (phase transformation) – превращение, при котором происходит изменение фазового состояния системы.

Шлиф (polished surface of metal/mineral section) – полированная поверхность сечения металла или минерала, подготовленная для визуального или микроскопического исследования.

Эвтектика (eutectic, eutectic mixture) – эвтектическая смесь двух или более фаз, образующаяся из расплава при эвтектической температуре.

Эвтектическое превращение (eutectic transformation) – превращение, происходящее при постоянной температуре и неизменных составах участвующих фаз, одной из которых является жидкость или процесс образования двух или более твердых фаз из жидкой; в равновесных условиях происходит при постоянной температуре.

Эвтектоид (eutectoid, eutectoid mixture) – эвтектоидная смесь фаз, образующаяся из твердого раствора в результате его распада при эвтектоидной температуре.

Эвтектоидное превращение (eutectoid transformation) – превращение, происходящее при постоянной температуре и неизменных составах участвующих фаз, находящихся в твердом состоянии, или полиморфное превращение, заключающееся в распаде при охлаждении равновесного твердого раствора на две стабильные фазы; характеризуется температурой эвтектоидного превращения, при которой все три фазы находятся в равновесии; полностью обратимо при нагреве.

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

Несмотря на то, что промышленные железные сплавы – сталь и чугун, как правило, содержат некоторые примеси (кремний, марганец, серу, фосфор, кислород, азот и др.), т.е. практически являются многокомпонентными, однако основными составляющими, определяющими структуру и свойства, являются железо и углерод и условно их можно рассматривать как двойные.

2.1.1. Характеристика чистых компонентов Железо. Широкое применение сплавов на основе железа (сталь и чугун) определяется следующими характерными особенностями железа: его дешевизной, большим содержанием железа в земной коре (5,1 %), легкостью извлечения железа из его окислов, т.е. его легкой восстанавливаемостью. Особенно важным свойством железа является его аллотропия, т.е. наличие нескольких кристаллических модификаций, что дает возможность упрочнять сплавы на основе железа посредством термообработки с получением мартенсита.

Железо находится в периодической системе Д.И. Менделеева в 1У периоде, в восьмой группе (порядковый номер 26).

Это переходный металл с электронной структурой 1S22S22р63S23p63d 4S2. Застройка более высокого 4S уровня при незаполненной 3d оболочке приводит при определенных условиях к возможности обмена 4S и 3d электронов; чем можно объяснить переменную валентность и другие свойства железа.

Температура плавления чистого железа (99,9917 %) равна 1539 °С, кипения – 3200 °С. Плотность – 7,874 т/м3, атомный вес – 55,85. Твердость железа зависит от чистоты металла. Твердость чистого железа равна 490 МПа, технического (99,8 – 99,9 %) – около 900 МПа. Механические свойства железа:

предел прочности при растяжении в=300 – 350 МПа, относительное удлинение =40 %, поперечное сужение =70 %, т.е. железо хорошо подвергается пластической деформации. Железо имеет две полиморфные модификации и. Кристаллическая решетка Fe – ОЦК (объемноцентрированная кубическая); Fe – ГЦК (гранецентрированная кубическая). Полиморфное превращение сопровождается изменением объема, поскольку переход Fe Fe cвязан с уменьшением компактности решетки. Различие объемов составляет около 1 %. Впервые критические точки железа были определены в 1868 г. Д.К. Черновым по цвету каления, изменению объема, пластичности и другим свойствам. В 1888 г. французский ученый Флорис Осмонд предложил каждую критическую точку обозначить индексом А (от французской “arret” – что означает остановку на термической кривой.

Для различия критических точек при нагревании и охлаждении к обозначению критической точки А добавляется индекс “с” (от французского слова choftage – нагревание) или индекс “r” (от французского refroidissement – охлаждение). В табл. 3 приводятся обозначения критических точек чистого железа и сплавов железо-углерод.

Критические точки чистого железа и сплавов Fe-Fe3C Температура Обозначение критических точек Примечание превращения, °С при нагреве при охлаждении Углерод. Вторым основным компонентом железоуглеродистых сплавов является углерод. Углерод неметаллический элемент П периода, 1У группы.

Он занимает шестое место в периодической системе Д.И. Менделеева. Распределение электронов в атоме углерода имеют вид: 1S22S22P2. Обладает относительно малой плотностью Рис.15. Кристаллическая решетка графита.

значительно большее и между ними действуют слабые связи (типа сил Вандер-Ваальса). Метастабильная модификация углерода – алмаз имеет кубическую решетку. Диаграмма состояния железо-углерод должна, очевидно, охватывать все сплавы от 0 до 100 % углерода. Однако, как правило, приводится небольшой участок системы от железа до ближайшего химического соединения Fe3C. Это обусловлено тем, что практически применяются сплавы железа с углеродом (стали и чугуны) с содержанием углерода не более 5 %.

Обычно на диаграмме фазового равновесия системы железо-углерод наносят одновременно систему железо-карбид железа (Fe-Fe3C) – сплошные линии диаграммы – метастабильное равновесие и пунктирные линии – стабильное равновесие Fe-C. В настоящем домашнем задании мы рассматриваем только упрощенную (без перитектического превращения) диаграмму фазового равновесия железо-цементит.

2.1.2. Основные фазы, их строение и свойства В сплавах системы Fe-Fe3C встречаются следующие фазы: жидкий раствор, твердые растворы на основе различных кристаллических модификаций железа, химическое соединение Fe3C (цементит). На рис.16 представлена диаграмма состояния железо-цементит в фазовом виде.

Рис.16. Фазовая диаграмма состояния железо-цементит Жидкая фаза представляет собой неограниченный раствор железа и углерода, распространяющийся выше линии ликвидус АСD – от 0 до 6.67 %С.

Твердые растворы. В данной системе имеются твердые растворы железа с углеродом на основе двух кристаллических модификаций железа. Они являются твердыми растворами внедрения, т.е. атомы железа занимают узлы пространственной решетки, а атомы углерода размещаются в междоузлиях.

Твердый раствор углерода в -железе называется ферритом. В феррите сохраняется кристаллическая решетка -железа – объемно-центрированный куб. Феррит занимает на диаграмме узкую область, примыкающую к железу QPG. Максимальная растворимость углерода в нем не более 0,025 %, при комнатной температуре она равна 0,006 %. Твердость феррита около 800–1000 МПа, предел прочности в250 МПа; т120 МПа, относительное удлинение () до 50 %, а поперечное сужение -до 80 %. До температуры 770 °С феррит ферромагнитен, выше – парамагнитен. Значительно большую область на диаграмме железо-углерод занимает твердый раствор углерода в -железе с гранецентрированной кубической решеткой, который называется аустенитом.

В аустените предел растворимости достигает 2,14 %. Твердость его равна 1700 – 2000 МПа, в – 50 – 80 МПа. Аустенит обладает и малой склонностью к хрупкому разрушению. Как в феррите, так и в аустените осуществляется металлический тип связи.

Цементит. При обычном охлаждении в металлической изложнице, т.е.

при значительных переохлаждениях (Т) процесс затвердевания протекает по метастабильной диаграмме. Углерод в этом случае находится в связанном состоянии в виде карбида железа Fe3C, называемого цементитом. Цементит содержит 6,67 %С, обладает сложной орторомбической решеткой. В решетке цементита реализуются связи как ковалентные так и металлического типа.

Это подтверждается высокой твердостью (10000 МПа) и хрупкостью, характерными для промежуточных фаз. Температура плавления цементита точно не установлена и принимается равной 1600 °С.

2.1.3. Линии, точки, концентрации, температуры Все линии диаграммы можно разделить на следующие группы: линии ликвидус – начало затвердения при охлаждении или конец плавления при нагревании; линии солидус – конец затвердевания при охлаждении и начало плавления при нагревании; линии превращения в твердом состоянии. Из них особо выделяются горизонтальные линии (параллельные оси составов), отвечающих нонвариантному равновесию.

В табл.4 приведены основные характеристики линий диаграммы.

Индекс Температурный Интервал концентра- Основная характеристика линии Индекс Температурный Интервал концентра- Основная характеристика линии Концентрация углерода в характерных точках диаграммы приводится в табл.5.

В системе железо-цементит имеет место безвариантное трехфазное равновесие: при эвтектическом метастабильном (1147 °С) равновесии, при метастабильном (727 °С) эвтектоидном равновесии.

В табл.6 приведены линии трехфазного равновесия.

2.1.5.Кристаллизация и формирование структуры сплавов Сталями называются железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2,14 %. Сплавы с большим содержанием углерода (2,14 до 6,67 %) называются чугунами. Границей между сталями и чугунами принято считать проекцию точки Е, т.е. точки максимального насыщения аустенита углеродом, от которой начинается линия эвтектического равновесия. В результате первичной кристаллизации стали образуется аустенит (линия АЕ).

В отличии от сталей структура чугуна характеризуется наличием эвтектики, которая состоит из аустенита и цементита.

Первичная кристаллизация стали. На рис. 17 показан верхний участок упрощенной диаграммы Fe-Fe3C.

Рис. 17. Верхний левый участок упрощенной диаграммы состояния железо-цементит.

а) Первичная кристаллизация сплавов до 2,14 %С (сталей);

В сталях из жидкой фазы кристаллизуется аустенит. Состав жидкой фазы меняется по проекции линии АС на ось концентраций, твердой фазы по проекции линии АЕ.

Превращения в твердом состоянии. Окончательное формирование структуры стали происходит в результате превращений аустенита при дальнейшем охлаждении. Основой этого превращения является полиморфизм, связанный с перегруппировкой атомов из ГЦК решетки аустенита в ОЦК решетку феррита, а также изменение растворимости углерода по линии ES в аустените и PQ в феррите. В сплавах с содержанием от 0,025 до 2,14 %С вторичные превращения начинаются при температурах, соответствующих линиям GS и SE и заканчиваются при температуре ниже 727 °С и линии PSK, в результате эвтектоидной реакции.

Сплавы с содержанием углерода менее 0,025 % не испытывают эвтектоидного превращения. Критические точки аустенит феррит превращения (линия GS) в доэвтектоидных сталях обозначаются так же, как аллотропическое превращение в чистом железе, с индексом А3, т.е. при нагреве Ас3,т.е.

при охлаждении Аr3. Выделение цементита из аустенита в заэвтектоидной стали (линия SE) обозначается индексом Аcm. При температуре 727 °С (линия PSK) критические точки обозначаются индексом А1; при нагреве Аc1; при охлаждении Аr1. Распад аустенита при эвтектоидном превращении по метастабильной системе проходит с образованием феррита и цементита при переохлаждении ниже 727 °С.

(Эвтектоидная смесь феррита и цементита называется перлитом).

Рассмотрим структурообразование нескольких групп сплавов. На рис. приведена левая нижняя часть диаграммы состояния железо-цементит с кривыми охлаждения типичных сплавов и микроструктурой.

Сплавы, содержание углерода в которых не превышает 0,006 %С (на примере сплава 1). До температуры несколько ниже t3 (линия GS) аустенит охлаждается без изменения состава. В интервале t3 – t4 происходит полиморфное АФ превращение. На стыках и границах зерен аустенита возникают зародыши феррита, которые растут и развиваются за счет атомов аустенитной фазы. Ниже температуры t4 сплав состоит из однородного -твердого раствора – феррита. При дальнейшем охлаждении никаких превращений не происходит (Рис. 18б).

Сплавы с содержанием углерода от 0,006 до 0,025 % (сплав П рис. 18в).

Так же как и в предыдущем сплаве в интервале температур t5 – t6 происходит полиморфное АФ превращение. Ниже t6 в сплаве имеется ферритная фаза. Однако ниже температуры t7 изменение состава феррита, согласно предельной растворимости углерода в феррите по линии РQ, приводит к образованию более высокоуглеродистой фазы – цементита. Этот цементит называется третичным. Как правило третичный цементит располагается по границам

I III IV V

Рис. 18 Левый нижний участок диаграммы состояния железо-цементит.

Вторичная кристаллизация сплавов: а) диаграмма, ферритных зерен (рис. 18в). Максимальное количество третичного цементита составляет около 0,3 %. Несмотря на такое малое количество, расположение его вокруг зерен феррита в виде хрупких оболочек сообщает малоуглеродистому сплаву низкие пластические свойства, т.е. приводит к его охрупчиванию. Во избежании этого проводится специальная термическая обработка – старение, в результате которой третичный цементит выделяется в виде дисперсных частиц, равномерно распределенных по всему зерну.

Сталь эвтектоидного состава – содержание углерода 0,8 % (рис.18, сплав Ш).

В этом случае при охлаждении аустенита имеется только одна критическая точка Аs, отвечающая температуре 727 °С. При этой температуре аустенит находится в равновесии с ферритом и цементитом:

Эвтектоидный распад аустенита состава точки S (0,8 %С) на феррит состава точки Р (0,025 %С) и цементит происходит при некотором переохлаждении, т.е. ниже 727 °С. Эвтектоидная смесь феррита с цементитом называется перлитом. Соотношение феррита и цементита в перлите составляет примерно 7,3 : 1.

Подсчет ведется по правилу рычага, несколько ниже эвтектоидной линии:

Доэвтектоидные стали. Сплавы с содержанием углерода от 0,025 до 0,8 % называются доэвтектоидными сталями. Рассмотрим фазовые и структурные изменения доэвтектоидной стали на примере сплава Ш (рис. 18г). В интервале температур t8–727°C идет полиморфное превращение АФ. Состав аустенита меняется по линии GS, а феррита – по линии GP. При 727 °С концентрация углерода в аустените равна 0,8 % (точка S) и в феррите – 0,025 % (точка Р).

Ниже этой температуры происходит эвтектоидное превращение. В равновесии находятся три фазы: феррит состава точки Р, аустенит состава точки S, цементит. Так как число степеней свободы равно нулю, т.е. имеется нонвариантное равновесие, то процесс протекает при постоянном составе фаз. На кривых охлаждения или нагрева наблюдается температурная остановка. Таким образом, структура доэвтектоидной стали характеризуется избыточными кристаллами феррита и эвтектоидной смесью феррита с цементитом, называемой перлитом. Количественные соотношения феррита и перлита зависят от состава сплава. Чем больше углерода в доэвтектоидной стали, тем больше в структуре ее перлита и, наоборот, чем меньше углерода, тем больше феррита и меньше перлита. При дальнейшем охлаждении в результате изменения растворимости углерода в феррите (соответственно линии РQ) выделяется третичный цементит. Однако в структуре обнаружить его при наличии перлита невозможно.

Заэвтектоидные стали. Сплавы с содержанием углерода от 0,8 до 2,14 % называются заэвтектоидными. Процессы структурообразования рассмотрим на примере сплава V. До температуры t10 (линия ES) аустенит охлаждается без изменения состава. Несколько ниже этой температуры аустенит достигает предельного насыщения углеродом согласно линии растворимости углерода в аустените ЕS. В интервале температур t10 727 °C из пересыщенного аустенита выделяется высокоуглеродистая фаза – цементит, который называется вторичным. Состав аустенита меняется по линии ЕS и при температуре 727 °С достигает точки S (0,8 %С). Максимальное количество вторичного цементита:

Ниже 727 °С происходит эвтектоидное превращение: аустенит состава точки S (0,8 %С) распадается на смесь феррита состава точки Р (0,025 %С) и цементита. Таким образом, структура заэвтектоидной стали характеризуется зернами перлита и вторичного цементита.

В реальной стали с 1,2 %С (У12) количество вторичного цементита составляет всего около 6 %.

При медленном охлаждении цементит, как правило располагается в виде тонкой оболочки. В разрезе это выглядит как сетка цементита. Более благоприятной формой цементита является зернистая, она не приводит к значительному снижению пластических свойств стали.

Чугуны. Все превращения в белых чугунах, начиная от затвердевания и до комнатных температур, полностью проходят по метастабильной диаграмме Fe-Fe3C. Наличие цементита придает излому светлый блестящий цвет, что привело к термину “белый чугун”. Независимо от состава сплава обязательной структурной составляющей белого чугуна является цементитная эвтектика (ледебурит). На рис. 19 изображена структурная диаграмма равновесия железо-цементит и кривые охлаждения типичных сплавов.

Эвтектический белый чугун. Рассмотрим процессы затвердевания, формирования первичной структуры и дальнейших структурных превращений в твердом состоянии сплава эвтектического состава с 4,3 %С (сплав 1 рис. 19).

Затвердевание происходит в один этап при температуре ниже 1147 °С.

Жидкая фаза с 4,3 %С образует эвтектическую структуру: смесь аустенита с 2,14 %С и цементита. Эта эвтектика называется ледебуритом. Как и всякая эвтектическая реакция, отвечающая нонвариантному (безвариантному) равновесию протекает при постоянной температуре и постоянном составе фаз.

При эвтектической реакции ниже (1147 °С) содержание углерода в аустените максимально (2,14 %). Дальнейшее охлаждение от температуры 1147 °С до 727 °С приводит к непрерывному уменьшению в нем углерода согласно линии ограниченной растворимости ЕS. Углерод выделяется из аустенита в виде цементита, который называется вторичным цементитом (Цвторичн.). Однако он, как правило, не обнаруживается, т.к. присоединяется к эвтектическому цементиту. Ниже температуры 727 °С аустенит эвтектики состава (0,8 %С) претерпевает эвтектоидное превращение А 0,8 727 C Ф 0,025 + Ц 6,67, т.е.

образуется перлит.

Рис.19. Диаграмма состояния “железо-цементит” (структурная) и кристаллизация белых чугунов. а) – диаграмма, б), в), г) – кривые охлаждения сплавов со схемами микроструктур при нормальной температуре Таким образом, ниже 727 °С ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита. Такой ледебурит называется превращенным. При охлаждении до комнатной температуры в результате изменения растворимости углерода в феррите (линия РQ) выделяется третичный цементит. Однако в структуре он не обнаруживается. На рис. 19б показана структура белого чугуна эвтектического состава. Она представляет собой одну эвтектику – ледебурит. Темные участки (зернышки и пластинки) отвечают перлитным включениям, равномерно распределенным на светлом фоне цементита.

Доэвтектические белые чугуны. Железоуглеродистые сплавы состава 2,14 – 4.3 %С называются доэвтектическими белыми чугунами. Рассмотрим процесс кристаллизации и вторичных превращений на примере сплава П рис.19. От температуры несколько ниже линии ликвидус АС до 1147 °С из жидкости выделяются кристаллы аустенита. Аустенит кристаллизуется в форме дендритов, которые, как правило, обладают химической неоднородностью, называемой дендритной ликвацией. Состав жидкой фазы меняется по линии ликвидус, стремясь к эвтектическому, а твердой по линии солидус, стремясь к составу точки Е. При температуре 1147 °С концентрация жидкой фазы достигает точки С (4,3 %С), а аустенита – точки Е (2,14 %С). Из жидкости эвтектического состава образуется смесь аустенита и цементита – ледебурит 1147 °С.

Таким образом, ниже эвтектической линии ЕСF структура характеризуется избыточными кристаллами аустенита и эвтектикой (ледебуритом). При охлаждении от 1147 до 727 °С состав аустенита непрерывно меняется по линии ЕS, при этом выделяется цементит вторичный (Цвторичн.). Вторичный цементит выделяется как из избыточного аустенита, так и из аустенита эвтектики. Однако, если вторичный цементит, выделяющийся из аустенита эвтектики, присоединяется к эвтектическому цементиту, то из избыточного аустенита он выделяется в виде оболочек вокруг дендритов аустенита и представляет собой самостоятельную структурную составляющую.

Ниже 727 °С весь аустенит: и избыточный, и тот, который входит в состав эвтектики – претерпевает эвтектоидное превращение, при котором образуется перлит. Таким образом, ниже 727 °С структура доэвтектического белого чугуна характеризуется следующими структурными составляющими:

избыточным перлитом (бывшим аустенитом), ледебуритом превращенным, состоящим из перлита и цементита и цементитом вторичным. Структура реального доэвтектического белого чугуна изображена на рис. 19в. Чем ближе состав сплава к эвтектическому, тем больше в нем эвтектики – ледебурита.

Заэвтектический белый чугун. Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода от 4,3 до 6,67 % (сплав Ш) называются заэвтектическими белыми чугунами. Кристаллизация начинается при температуре t4 несколько ниже линии СD выпадением цементита, который называется цементитом первичным (Цпервичн.). Состав жидкой фазы меняется по линии СD, твердая – остается без изменения. При температуре 1147 °С заканчивается кристаллизация избыточных кристаллов Цпервичн.. Жидкость состава точки С (4,3 %С) согласно эвтектической реакции образует ледебурит. При дальнейшем охлаждении изменение состава аустенита по линии ЕS приводит к выделению цементита вторичного (Цвторичнн.), который присоединяется к эвтектическому.

Температура 727 °С является температурой эвтектоидного равновесия аустенита, феррита и цементита. Ниже этой температуры аустенит превращается в перлит. Таким образом, ниже 727 °С структура заэвтектического белого чугуна характеризуется избыточными кристаллами цементита первичного (белые пластины) и превращенным ледебуритом, состоящим из темных полосок или зернышек перлита и светлой основы – цементита. На рис. 19г изображена кривая охлаждения и структура белого заэвтектического чугуна.

2.2. Компьютерная поддержка выполнения индивидуального задания Для самоподготовки по теме "Диаграмма состояния системы железоцементит" разработана программа Stract.exe.

Программа состоит из разделов: Обучение; Самоконтроль; Контроль, Помощь и Структура.

Раздел Обучение содержит упрощенную структурную диаграмму (без перитектического превращения), кривые охлаждения сплавов, принадлежащих разным структурным классам, схемы микроструктур и фотографии микроструктур сплавов при комнатной температуре и краткий пояснительный текст.

Раздел Самоконтроль – позволяет ответить на контрольные вопросы, пользуясь структурной диаграммой и таблицей образцов ответов. Результаты ответов комментируются.

Раздел Контроль предлагает ответить на 10 вопросов. 22 вариантов вопросов примерно одинаковой трудности составлены преподавателем и выводятся на дисплей выборочно. Результаты ответов оцениваются по пятибальной системе.

Раздел Помощь содержит терминологический справочник основных понятий.

Раздел Структура содержит схемы и фотографии микроструктур и их описание.

Результаты контроля записываются в отдельный текстовый файл доступный оператору и преподавателю.

Программа Stract.exe доступна каждому курсанту и может быть скопирована на дискеты для использования ими при непосредственной работе на компьютере. Для получения копии необходимо обратиться к оператору кафедры "Технология материалов" Программа может быть переслана по локальной сети ДВГМА на компьютер пользователя. Адрес кафедры в сети – //Seagete.8080/intranet/div/dep/tm/. На первой странице в главном меню выбрать гиперссылку Resors и скопировать файл Stract.exe.

Ниже прилагается инструкция пользователя программой, которая составлена исходя из предположения, что программа установлена уже на компьютере, а пользователь знаком с приемами работы на нем.

2.2.1. Инструкция пользователя программа Stract.exe Для работы с программой необходимо с помощью стандартный операций Norton commander для DOS или Мой компьютер для Windows95 загрузить исполнимый файл Stract.exe.

На дисплее появится название программы и сообщение Press Enter key to continue для перехода к следующему фрагменту.

В нем предлагается сообщить данные о пользователе:

Все сведения вводите последовательно и построчно.

Например: Иванов Enter Если при вводе данных допущена ошибка, то для исправления необходимо нажать функциональную клавишу F2 и внести необходимые исправления.

После вывода общих сведений о программе на дисплей выводится меню с вариантами режимов работы:

Выбор режима работы осуществляется клавишами, и нажатием клавиши Enter.

При ответе на контрольные вопросы необходимо установить о какой концентрационно-температурной области диаграммы идет речь и набрать ответ в соответствии с примерами ответов, приведенными в таблице справа.

Если возникли затруднения в ответах на вопросы, то необходимо повторить работу в режиме Помощь и Структура.

Меню Помощь содержит справочные данные о 8 понятиях:

Меню Структура включает фотографии и схемы 4 структур:

Режим Контроль аналогичен режиму Самоконтроль, но не содержит структурной диаграммы с обозначениями.

Ответы на вопросы необходимо вводить по образцу приведенному справа. Каждая структурная составляющая обозначается первой заглавной буквой: феррит – Ф, перлит – П. и т.п. Цементит в зависимости от происхождения: Ц(первичный), Ц(вторичный) и Ц(третичный). Если необходимо назвать область, содержащую несколько структурных составляющих, то возможны варианты ответа.

Например: П+Ц(вторичный) или Ц(вторичный)+П.

Оба варианта будут восприняты программой как правильные.

После ответа на вопрос и нажатия клавиши Enter справа внизу появляется окно с текстом, сообщающем о результате ответа. При неверном ответе предлагается ответить вторично на тот же вопрос. Процесс режима Контроль сопровождается сообщениями.

После ответа на 10 вопросов выводятся результаты опроса с результирующей оценкой. Протокол режима Контроль при включенном принтере будет автоматически распечатан.

В таблице 7 приведены исходные данные для выполнения второго индивидуального задания, указана массовая доля углерода (колонка 2 табл.).

варианта (по массе) варианта (по массе) варианта (по массе) 1. В соответствии с номером Вашего варианта выписать из табл. 7 массовую долю углерода контрольного сплава.

2. На листе формата А4 вычертить диаграмму состояния Fe-Fe3C. Обозначить структурные составляющие во всех областях диаграммы.

3. Нанести на диаграмму фигуративную линию контрольного сплава, выполнить построение необходимых конод.

4. Построить кривую охлаждения контрольного сплава. Дать подробное описание его микроструктуры при медленном охлаждении. Привести необходимые реакции.

5. Указать к какой группе железоуглеродистых сплавов он относится, по возможности привести марку рассмотренного сплава, его применение.

6. Схематически изобразить микроструктуру сплава в интервале температур первичной кристаллизации и при комнатной температуре. На рисунке отметить структурные составляющие.

Отчет по индивидуальному заданию выполняется по установленной форме.

Защита задания поводится на 9 неделе в часы консультаций.

2.3.3. Контрольные вопросы для защиты задания 1. Какое превращение происходит в железоуглеродистых сплавах при температуре 1147 °С?

2. Какое превращение происходит в железоуглеродистых сплавах при температуре 727 °С?

3. Какой фазовый состав имеют стали по завершению процесса первичной кристаллизации?

4. Какой фазовый состав имеют стали при комнатной температуре?

5. Чем отличается ледебурит от ледебурита превращенного?

6. Чем отличаются структурные составляющие “цементит первичный”, “цементит вторичный”, “цементит третичный”?

7. Назовите все характерные точки диаграммы и их общепринятые международные обозначения.

8. Каким образом отличаются обозначения критических точек при нагреве и охлаждении?

9. Назовите стабильную и метастабильную модификации углерода.

10. Назовите характеристики точек и линий диаграммы.

11. Что называют перлитом?

12. Что называют ледебуритом?

13. Что называют аустенитом?

14. Что называют ферритом?

15. Чем отличаются превращения в твердом состоянии у доэвтектоидной и заэвтектоидной стали?

16. Какая фаза первично кристаллизуется в заэвтектических белых чугунах?

17. Изобразите фазовую диаграмму железо-цементит.

18. Как называется чугун в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида?

19. Какая фаза первично кристаллизуется в доэвтектических белых чугунах?

20. Какой сплав называют техническим железом?

Аллотропия (allotropy) – свойство некоторых химических элементов существовать в виде двух или более простых веществ, различных по своему строению и свойствам.

Аустенит (austenite) – фаза, структурная составляющая железоуглеродистых сплавов – твердый раствор углерода в -железе.

Графит (graphite) – аллотропическая модификация углерода с гексагональной кристаллической решеткой.

Железо (iron) – химический элемент, Fe, с атомной массой 55,84; относится к группе черных металлов, tпл 1539 °С; важнейший металл современной техники, основа сплавов примерно 95 % металлической продукции.

-железо – низкотемпературная аллотропическая модификация железа с о.ц.к. решеткой, существующая в чистом железе в интервале температур от до 1184 К.

-железо – высокотемпературная аллотропическая модификация железа с г.ц.к. решеткой, существующая в чистом железе в интервале температур от 1184 до 1665 К.

-железо высокотемпературная аллотропическая модификация железа с о.ц.к. решеткой, существующая в чистом железе в интервале температур от 1665 К до плавления.

Ледебурит (ledeburite) – структурная составляющая железоуглеродистых сплавов (главным образом чугунов) – эвтектическая смесь аустенита и цементита, образующаяся из расплава при температуре ниже 1147 °С.

Перлит (pearlite) – структурная составляющая железоуглеродистых сплавов – эвтектоидная смесь феррита и цементита, имеющая межпластиночное расстояние более 0,3 мкм.

Полиморфизм (polymorphism) – свойство некоторых веществ существовать в нескольких кристаллических состояниях с разной структурой.

Сталь (steel) – сплав железа с углеродом, содержащий от 0,025 до 2,14 % углерода, а также ряд других элементов.

Высококачественная сталь (extrafine steel) – сталь с низким содержанием вредных примесей (обычно фосфора не более 0,025 % и серы не более 0,025 %), обладающая повышенными механическими свойствами.

Высокоуглеродистая сталь (high-carbon steel) – сталь содержащая более 0,6 % углерода.

Углеродистая сталь (carbon steel) – сталь, не содержащая специально введенных легирующих элементов.

Углерод (carbon) – химический элемент, С, с атомной массой 12; имеет две аллотропические модификации. Входит в состав стали и чугуна.

Феррит (ferrite) – структурная составляющая железоуглеродистых сплавов – твердый раствор углерода (до 0,025 %) в -железе.

Цементит (cementite) – структурная составляющая железоуглеродистых сплавов – карбид железа, Fe3C, содержащий 6,67 % С.

Вторичный цементит (secondary cementite) – цементит, образующийся из аустенита при охлаждении вследствие понижения растворимости в нем углерода.

Первичный цементит (primary cementite) – цементит, образующийся в заэвтектических чугунах при кристаллизации их из расплава.

Критическая точка (температура) (critical (thermal) point) – температура начала или конца фазового превращения в сплаве; может быть определена из диаграммы состояния элементов, входящих в состав сплава.

Критическая точка А1 – температура в равновесной системе Fe – Fe3C, при которой протекает превращение перлит аустенит.

Критическая точка А2 – температура соответствующая точке Кюри феррита.

Критическая точка А3 – температура, в равновесной системе Fe – Fe3C, выше которой в доэвтектоидных сталях присутствует одна фаза – аустенит.

Критическая точка Ас – температура в равновесной системе Fe – Fe3C, при которой фазовое превращение протекает в процессе нагрева.

Критическая точка Аcm – температура в равновесной системе Fe – Fe3C, выше которой в заэвтектоидных сталях присутствует одна фаза – аустенит.

Критическая точка Аr – температура в равновесной системе Fe – Fe3C, при которой фазовое превращение протекает в процессе охлаждения.

Третичный цементит (tertiary cementite) – цементит, образующийся из феррита при охлаждении вследствие понижения растворимости в нем углерода.

Чугун (cast iron) – сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14 % углерода, постоянные примеси, а иногда и легирующие элементы.

Белый чугун (white cast iron) – чугун, в котором весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита; имеет матово-белый цвет излома.

Доэвтектический чугун (hypoeutectic cast iron) – ч., углеродный эквивалент которого ниже 4,3 %.

Заэвтектический чугун (hypereutectic cast iron) – ч., углеродный эквивалент которого выше 4,3 %.

Эвтектический чугун (eutectic cast iron) – чугун, углеродный эквивалент которого составляет 4,3 %.

ОСНОВЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Термическую обработку стали можно определить как процесс теплового воздействия на сталь, направленный на изменение ее структуры и свойств.

Научные основы термической обработки были заложены великим русским металлургом Д.К. Черновым, открывшим в 1868 г. структурные превращения в стали. Режимы термической обработки стали связаны с критическими точками. Температуру, соответствующую линии PК на диаграмме состояния Fe-Fe3C, обозначают точкой А1. Температуры, соответствующие линии GS, обозначают точкой А3, а линии SE – точкой Аm.

Из-за теплового гистерезиса превращения при нагреве стали начинаются при температурах выше точек А1, А3, Аm, а при охлаждении – ниже этих точек. Для обозначения температур превращения при нагревании у буквы А внизу ставят индекс с, а при охлаждении r (например, Аc1, Асm, Аr1).

Структура термически обработанной стали данного состава, а следовательно и ее свойства, определяется тремя основными факторами – температурой нагрева, временем выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения.

Термическую обработку можно разделить на несколько основных видов, исходя из сущности происходящих в металле процессов. Такими основными видами являются: отжиг, закалка и отпуск.

Во всех процессах на сплав оказывается только тепловое воздействие.

Рассмотрим на примере эвтектоидной и доэвтектоидной стали структуры, которые получаются при отжиге, закалке, отпуске и химико-термической обработке.

Различают отжиг первого и второго рода. Отжиг первого рода имеет целью снятие напряжений, осуществление рекристаллизации и гомогенизации.

Применительно к углеродистым сталям отжиг для снятия напряжений производится при 400 – 600 °С. Рекристаллизационный отжиг осуществляется при 680 – 700 °С, т.е. ниже превращения Аc1. Гомогенизационный отжиг для устранения дендритной ликвации в литой стали производится в аустенитной области при температуре 1100 – 1200 °С в течение 10 – 20 ч. За это время в металле может заметно вырасти аустенитное зерно, что приводит к пониженным механическим свойствам. Поэтому после гомогенизационного отжига сталь всегда подвергают отжигу второго рода – фазовой перекристаллизации с целью измельчения аустенитного зерна.

Для отжига с полной фазовой перекристаллизацией стали (отжига второго рода) необходимо выполнить два условия.

Во-первых, необходимо нагреть сталь до такой температуры, при которой она находится в аустенитном состоянии, и выдержать при этой температуре до полной аустенизации. Из-за очень сильного развитой поверхности кристаллов феррита и цементита количество зародышей аустенита столь велико, что сразу же по окончании фазового превращения выше Аc3 сталь имеет мелкозернистое строение. Однако зерна аустенита могут быстро укрупняться.

Одна из причин этого заключается в том, что превращение феррит – аустенит происходит с уменьшением объема на 1 %, которое вызывает пластическую деформацию. Пластическая деформация обуславливает рост зерна в твердом металле. Температура нагрева должна быть выше точки Ас3 для доэвтектоидной стали и выше Асm для заэвтектоидной.

Во-вторых, необходимо охладить сталь с относительно небольшой скоростью, чтобы произошло фазовое превращение с образованием из аустенита феррито-цементитной смеси. Для обсуждения явлений, происходящих в структуре сталей при отжиге второго рода и при закалке, необходимо обратиться к диаграмме изотермического распада аустенита. На рис. 20 изображена такая диаграмма для эвтектоидной стали с 0,8 %С.

На этом рисунке кривая Н показывает начало распада аустенита, кривая К – его конец. По диаграмме ниже 727 °С слева от кривой Н структура стали состоит из переохлажденного аустенита Ап. Выдержка переохлажденного аустенита при температурах от 700 до 450 °С приводит к обычному распаду на эвтектоидную смесь феррита и цементита.

Эвтекоидная смесь феррита с цементитом растет в виде колоний из отдельных центров в аустенитных зернах. Чем больше скорость охлаждения стали, тем сильнее переохлаждается аустенит ниже 727 °С и более тонкое внутреннее строение имеют колонии эвтектоидной смеси. В зависимости от дисперсности пластинчатой феррито-цементитной смеси различают перлит, сорбит и троостит. Перлит образуется при небольших степенях переохладения аустенита (охлаждение с печью со скоростью в несколько градусов в минуту), и двухфазное строение его колоний хорошо видно при увеличении 300. Твердость перлита 200 – 250 НВ. Сорбит образуется при несколько больших степенях переохлаждения аустенита (охлаждение на воздухе со скоростью в несколько десятков градусов в минуту). Поэтому он более дисперсен и его внутреннее строение можно различить при большем увеличении.

Сорбит обладает твердостью 300 НВ. Троостит (400 НВ) образуется при еще больших степенях переохлаждения аустенита (охлаждение в масле со скоростью в несколько десятков градусов в секунду). Изучение троостита под электронным микроскопом показывает, что он отличается от перлита и сорбита только меньшей толщиной пластинок цементита. Благодаря большей дисперсности, троостит сильно растравливается, и в световой микроскоп виден сплошной темный фон шлифа.

Рис. 20. Диаграмма изотермического распада аустенита эвтектоидной На использовании фазовой перекристааллизации основаны разные виды отжига. Из них наиболее важен полный отжиг и нормализационный отжиг. Цель отжигов состоит в повышении пластических свойств металла и улучшении обрабатываемости резанием. Полному отжигу обычно подвергают доэвтектоидные стали, при этом нагрев ведут выше Ас3 на 30 – 50 °С, выдерживают и медленно, обычно вместе с печью охлаждают. В результате полного отжига в структуре стали появляется перлит. Неполный отжиг применяется для заэвтектоидной стали, нагрев при этом ведут выше Ас1, но ниже Аcm. При этих температурах в структуре исчезает феррит и вместо него появляется аустенит, но сохраняется вторичный цементит. Во время выдержки при указанных температурах происходит сфероидизация пластинчатых выделений цементита.

Обычно после отжига второго рода сталь охлаждают медленно с печью (скорость охлаждения 30 град/ч). Если после нагрева выше Ас3 или Аcm сталь охладить на спокойном воздухе (скорость охлаждения 1,6 град/ч), то появляющийся перлит приобретает более тонкое строение, чем после охлаждения с печью. Это приводит к повышению прочности и пластичности стали. Данная разновидность термообработки называется нормализацией.

При полном отжиге доэвтектоидной стали из аустенита выделяется весь избыточный феррит и образуется эвтектоид перлит. Увеличение скорости охлаждения доэвтектоидной стали с температуры выше Аc3 приводит не только к увеличению дисперсности эвтектоида, но и к изменению избыточных выделений феррита. При нормализации, а также при охлаждении в масле, избыточный феррит не успевает полностью структурно обособиться. Не успевший выделиться в виде самостоятельной структурной составляющей избыточный феррит входит в эвтектоид. Такой эвтектоид с повышенным содержанием феррита имеет меньше 0,8 %С, и поэтому он был назван квазиэвтектоидом. В зависимости от степени дисперсности, квазиэвтектоид в доэвтектоидной стали, так же как и эвтектоид в чисто эвтектоидной стали, называют сорбитом и трооститом.



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Е.Ф. Леликова МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Часть 2 Учебное пособие Научный редактор проф., д–р физ.-мат. наук А.Р. Данилин Екатеринбург УГТУ-УПИ 2008 1 УДК 517.14 (075.8) ББК 22.161.1 я 73 М 62 Рецензенты: кафедра математики Уральского государственного горного университета (зав. кафедрой, проф., д-р физ.-мат. наук В.Б. Сурнев); д-р физ.-мат. наук Г.И. Шишкин...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский физико-технический институт (государственный университет) КИНЕМАТИКА Методические указания по решению задач по курсу: Теоретическая механика Москва 2000 Составитель Н.М.Трухан УДК 531 Кинематика. Методические указания по решению задач по курсу: Теоретическая механика. / МФТИ М., 1991. 32 с. © Московский физико-технический институт (государственный университет), 2000 I. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТОЧКИ 1. Координатный способ задания...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАМИ Кафедра “Технология машиностроения” ОДОБРЕНО Методической комиссией Факультета МТ Бухтеева И. В. Елхов П. Е. Аббясов В.М. Методические указания к самостоятельным работам по курсу Технология подготовительных и окрасочных работ для студентов специальности 150701.65Проектирование технических и технологических комплексов Москва Бухтеева И.В., Елхов П.Е., Аббясов В.М. Методические...»

«Министерство образования Российской Федерации ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.Г.Ветошкин ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ГИДРОСФЕРЫ Учебное пособие Пенза 2004 УДК 628.5 ББК 20.1 Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. - с.: ил., библиогр. Рассмотрены основы процессов и аппаратов технологии и оборудования для защиты гидросферы от жидкостных сбросов с использованием различных методов и способов: механических, химических,...»

«Учебное пособие Физика и химия полимеров Санкт-Петербург 2010 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ В.В. Зуев, М.В. Успенская, А.О. Олехнович Физика и химия полимеров Учебное пособие Санкт-Петербург 2010 2 Зуев В.В., Успенская М.В., Олехнович А.О. Физика и химия полимеров. Учеб. пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. 45 с. Пособие соответствует государственному образовательному стандарту...»

«Министерство Образования Азербайджанской Республики Западный Университет Банковский маркетинг и банковский менеджмент Учебное пособие Утверждено в качестве учебного пособия Ученым Советом Западного Университета от 28 ноября 2009 года (протокол №4) Баку 2010 1 Составители: к.э.н., доцент Курбанов П.А. к.э.н., преподаватель Абасов Э.А. Научный редактор: д.э.н., профессор Гусейнова Э.Н. Технический редактор: Касимова Т.Ю. Учебное пособие рекомендуется для студентов финансовых специальностей и...»

«Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Хабаровский государственный технический университет Утверждаю в печать Ректор университета д-р техн. наук _ С.Н. Иванченко _ 2003 г. В. А. Лашко, М. В. Лейбович МАТРИЧНЫЕ МЕТОДЫ В РАСЧЕТАХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК С ДВС Учебное пособие Авторы: В. А. Лашко М. В. Лейбович _ Научные редактор: А. И. Каминский Хабаровск Издательство ХГТУ Министерство...»

«Утвержден на заседании Ученого совета СПГУТД _._.2011 г. Председатель Ученого совета, ректор А. В. Демидов План изданий учебной и научной литературы на 1 полугодие 2012 г. Форма Уров. ТиАвторы Название Вид издания Объем Тип изд. обуч. обр. раж Факультет информационных технологий и машиноведения Кафедра теоретической и прикладной механики Детали машин. Основные базовые понятия, законы и Новоселов Г. А., Методические 1 1 Все Все ЭИ соотношения, определяющие минимум остаточных Рудая М. Р указания...»

«Министерство по образованию и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Национальный исследовательский университет Котрикова Т.Ю., Борисова И.И. Создание и функционирование эндаумент-фонда учреждения высшего профессионального образования    Методические рекомендации Н. Новгород 2012 Котрикова Т.Ю., Борисова И.И. Создание и функционирование...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ Государственное научное учреждение ИНСТИТУТ ОБРАЗОВАНИЯ ВЗРОСЛЫХ РАО КНИГА 1. СОВРЕМЕННЫЕ АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВЗРОСЛЫХ ПОД РЕДАКЦИЕЙ В.И.ПОДОБЕДА, А.Е.МАРОНА С А Н К Т-ПЕ Т Е РБУРГ 2004 1 УДК 370.1 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГНУ ИОВ РАО Практическая андрагогика. Методическое пособие. Книга 1. Современные адаптивные системы и технологии образования взрослых / Под ред. д.п.н., проф. В.И.Подобеда, д.п.н., проф....»

«Герасин, О. Н. Учетное обеспечение объектов интеллектуальной собственности Оглавление диссертации кандидат экономических наук Герасин, Олег Николаевич ВВЕДЕНИЕ. 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БУХГАЛТЕРСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ. 1.1 Анализ терминологического аппарата и экономической сущности объектов интеллектуальной собственности. 1.2 Классификационные критерии объектов интеллектуальной собственности. 1.3 Экономические механизмы использования объектов интеллектуальной...»

«1 Тепловой и динамический расчет автомобильных двигателей Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине Автомобильные двигатели для специальности 190601.65 ААХ икурсовой работы по дисциплине Рабочие процессы, конструкция и основы расчета энергетичеких установок для специальности 190603 СЭМ Автор: доцент кафедры ДВС ТОГУ Скотта А. В. 2 3 ВВЕДЕНИЕ Курсовой проект по дисциплине Автомобильные двигатели является одним из видов промежуточной аттестации студента. Цель курсового...»

«Санкт-Петербургский государственный университет О.К.Первухин КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ Методическое пособие Издательство Санкт-Петербургского университета 1999 Утверждено на заседании кафедры химической термодинамики и кинетики Р е ц е н з е н т ы: докт. хим. наук Е.В.Комаров, канд. хим. наук М.А.Трофимов В пособии излагается материал по колебательным реакциям в гомогенных растворах. Тем самым ликвидируется пробел, уже давно возникший в учебной литературе по рассматриваемой теме. Особенность...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Алтайский государственный аграрный университет Институт техники и агроинженерных исследований Кафедра механики машин и сооружений В.Н.ЕКШИБАРОВ И.В.ЛЕВИЩЕВ КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Учебное пособие БАРНАУЛ - 2006 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Создание новых современных машин и грамотная их эксплуатация требуют применения соответствующих методов исследования и проектирования механизмов и подготовки инженерных кадров, владеющих этими...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Н.С.Галдин, И.А Cеменова ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МОБИЛЬНЫХ МАШИН Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям направлений подготовки дипломированных специалистов Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы и...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра химии КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ Методические указания для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения Казань 2005 УДК 546(076) Коррозия и защита металлов: Методические указания для студентов первого курса дневной и заочной форм обучения / В.А. Бойчук, Н.С. Громаков: Казанский гос.архитектурно-строительный университет. Казань, 2005. 28с. В...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Владивостокский государственный университет экономики и сервиса В.Н. САВЧЕНКО В.П. СМАГИН КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Т. 1: Протоестествознание, античное, механическое, физическое полевое, квантовое, космологическое. Тезаурус и персоналии (от А до К) Учебное пособие Издание второе, переработанное и дополненное Допущено Научно-методическим советом по физике Министерства образования и науки Российской Федерации в качестве учебного...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра древесиноведения и специальной обработки древесины В.Н. Антакова ЛЕСНОЕ ТОВАРОВЕДЕНИЕ С ОСНОВАМИ ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЯ Методические указания и контрольное задание для студентов заочной формы обучения по специальности 080502Экономика и управление на предприятии. ДисциплинаЛесное товароведение с основами древесиноведения. Екатеринбург 2008 Печатается по рекомендации методической комиссии факультета...»

«РАЗЪЁМНЫЕ И НЕРАЗЪЁМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Хабаровск 2007 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет РАЗЪЁМНЫЕ И НЕРАЗЪЁМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Методические указания к выполнению задания по черчению Хабаровск Издательство ТОГУ 2007 УДК 744.4 (072) Разъёмные и неразъёмные соединения : методические указания к выполнению задания по черчению для студентов механических и строительных специальностей...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А. В. Красильников СБОРКА И ИСПЫТАНИЯ АГРЕГАТОВ И СИСТЕМ РОБОТИЗИРОВАННЫХ МОРСКИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Учебное пособие Санкт-Петербург 2013 УДК 629.58 А. В. Красильников – Сборка и испытания агрегатов и систем роботизированных морских технических средств. Учебное пособие. – СПб.: СПбНИУ ИТМО, 2013 г. – 152 с. В пособии освещаются...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.