Перечислить стали, которые можно закалить в воде, в масле: 40Х2Н4А, Сталь 45, У10, 37ХН3А. С чем это связано?

Министерство высшего образования и науки РФ

Поволжский государственный технологический университет

Экзаменационный билет № 15

По дисциплине «Материаловедение» для студентов

Института Механики и машиностроения

Классификация и маркировка чугунов .

Чугун:

a) Белый (весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (карбид железа))

b) Серый (в структуре углерод находится в виде графита)

Марки чугунов:

a) Серый (СЧ18; прочность 180МПа)

b) Высокопрочные (ВЧ50; прочность 500МПа)

c) Ковкие (КЧ30-8 прочность 300МПа) (Нельзя ковать!)

ХТО. Виды, назначение .

ХТО – поверхностное насыщение стали соответствующими элементами (C, N, Al, Сr и др.), процесс изменения химического состава, микроструктуры и свойств поверхностного слоя детали

Цель ХТО - поверхностное упрочнение металлов и сплавов и повышение их стойкости против воздействия внешних агрессивных сред при нормальной и повышенной температурах.

Основные параметры ХТО: температура нагрева, время выдержки

Виды ХТО:

a) Цементация – насыщение поверхностного слоя стали углеродом.

-твердыми углеродосодержащими смесями

-газовая (процесс осуществляется нагревом изделия в среде газов, содержащих углерод)

Цементации подвергаются низкоуглеродистые стали с (от 0,12 до 0,23 % углерода).

Цементации подвергают зубчатые колеса, поршневые кольца, червяки, оси, ролики.

b) Азотирование – диффузионное насыщение поверхностного слоя стали азотом при нагреве ее в аммиаке

Для азотирования используют стали, содержащие алюминий, молибден, хром, титан.

Азотирование проводят на готовых изделиях, прошедших окончательную механическую и термическую обработку.

c) Нитроцементация или цианирование;

Цианирование – насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом (продолжительность процесса 0,5-2 часа)

-низкотемпературное (540-600 град)

-высокотемпературное (800-950 град)

Проводится для инструментов из быстрорежущих, высокохромистых сталей, Является окончательной обработкой.

Нитроцементация – газовое цианирование, осуществляется в газовых смесях из цементующего газа и диссоциированного аммиака.

-низкотемпературная(530…570ºС; 1,5…3 ч) (подвергают инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки.

-высокотемпературная (830…950ºС) для машиностроительных деталей из углеродистых и малолегированных сталей при повышенном содержании аммиака.

d) Диффузионная металлизация (1000…1200ºС) – насыщение поверхностного слоя различными металлами (хромирование, алитирование, бромирование и др.)

Диффузионную металлизацию можно проводить в твердых, жидких и газообразных средах.

Термореактивные пластмассы.

В качестве связующих веществ применяются термореактивные смолы, в которые вводятся отвердители, ускорители, замедлители, растворители. В производстве пластмасс используют фенолформальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные смолы,

Термореактивные пластмассы разделяются:

a) Порошковые

В качестве наполнителя применяют органические порошки (древесная мука, порошкообразная целлюлоза) и минеральные (молотый кварц, тальк, цемент, слюдяная мука, графит и др.) Свойства порошковых пластмасс характеризуются изотропностью, невысокой механической прочностью, низкой вязкостью. Минеральные наполнители придают пластмассе водостойкость, химическую стойкость, повышенные электроизоляционные свойства.

Основное применение – ненагруженные детали. Композиции на основе эпоксидных смол используют при ремонте для восстановления изношенных деталей, исправления брака литья

b) Волокнистые

К этой группе относятся:

-Волокниты – это хлопковая целлюлоза, пропитанная фенолформальдегидным связующим. Является грубой и жесткой массой, имеет повышенную ударную вязкость.

Волокниты применяют для деталей общего технического назначения, работащим на изгиб и кручение.

-Асбоволокниты. Наполнитель – асбест. В качестве связующего используют формальдегидную смолу. Их преимущество – повышенная теплостойкость, ударопрочность, устойчивость к кислым средам и высокие фрикционные свойства.

-Стекловолокниты – композиция, состоящая из синтетической смолы и стекловолокнистого наполнителя. Отличаются высокой удельной прочностью, хорошо сопротивляются вибрационным и знакопеременным нагрузкам.

c) Слоистые

Состоят из связующего и листового наполнителя, что определяет их слоистую структуру и анизотропию свойств.

- Гетинакс – материал, наполнителем которого служат разные сорта бумаги. Его можно использовать до 120...140'С, он устойчив к действию растворителей, химикатов. Его разделяют на электротехнический и декоративный. Используют для внутренней облицовки кабин самолетов, ж/д вагонов.

- Текстолит (наполнитель–хлопчатобумажные ткани). Обладает хорошими виброгасящими и антифрикционными свойствами. Текстолиты делят на конструкционные, электротехнические, прокладочные. Применяются для подшипников скольжения, корпусных деталей и др.

- ДСП. Состоят из древесного шпона, пропитанного полимерным связующим. ДСП имеют высокие физико-хим. свойства, низкий коэффициент трения.

- Асботекстолит содержит около 40% связующего вещества – полимера, остальное асбестовая ткань. Является конструкционным, фрикционными и термоизоляционным материалом.

- Материал СВАМ – стекловолокнистый анизотропный материал.

- Стеклотекстолиты. В качестве наполнителя используют стеклянные ткани

4 Какой эффект возникает у стали 20 при закалке от 850 ºС? Как такую сталь можно упрочнить?

Сталь 20 – конструкционная углеродистая качественная с содержанием С-0,2%

Способность к твердости у мартенсита связана со степенью искаженности его кристаллической решетки. Содержание углерода в мартенсите менее 0,3% способствует меньшим искажениям в кристаллической решетке, следовательно, закаливаемость сплава будет ниже, а значит и твердость будет ниже. Такая сталь не подвергается закалке.

Такую сталь можно упрочнить ковкой. Температура начала ковки 1280’C, окончания-750’С.