Контрольная работа по "Материаловедению"

3Х2В8Ф 4Х5В2ФС, 4Х2В2МФС, 5Х3В3МФС Тяжелонагруженный прессовый инструмент (мелкие вставки окончательного штампового ручья, матрицы и пуансоны для выдавливания и т.д.) при горячем деформировании легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов, пресс-формы литья под давлением медных сплавов.

3Х2Н2МВФ   Ответственные детали прессового инструмента с высокими свойствами прочности и удовлетворительной пластичностью после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при повышенных температурах до 500°С.

6ХС   Пневматические зубила и штампы небольших размеров для холодной штамповки, рубильные ножи.

4ХВ2С 4Х5В2ФС, 3Х2В8Ф, 4Х8В2, 4Х3В8М, 4Х3В2М2 Пневматический инструмент:зубила, обжимки, вырубные и обрезные штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.

5ХВ2С 6ХВ2С Ножи при холодной резке металла, резьбонакатные плашки, пуансоны и обжимные матрицы при холодной работе, штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.

6ХВ2С 6Х3ФС Ножи при холодной резке металла, резьбонакатные плашки, пуансоны и обжимные матрицы при холодной работе, штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.

6ХВГ   Пуансоны сложной формы для холодной прошивки преимущественно фигурных отверстий в листовом и полосовом материале, небольшие штампы для горячей штамповки, главным образом, когда требуется минимальное изменение размеров при закалке.

40Х5МФ 3Х2В8Ф Ответственные детали прессового и штампового инструмента с высокими свойствами прочности и удовлетворительной пластичностью после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при повышенных температурах до 500°С.

4Х2НМФ 38Х2НМФ Ковочные штампы с высотой кубика до 700 мм для горячей штамповки деталей из труднодеформируемых материалов.

9Х2 9Х1 Рабочие и опорные валки двух- и четырехвалковых клетей листовых станов для холодной прокатки металлов. Рабочие и опорные кованые валки листовых станов для горячей прокатки металлов.

90ХФ 9Х1, 9Х2 Рамные, ленточные, круглые пилы, ножи для холодной резки металла, обрезные матрицы и пуансоны холодной обрезки заусенцев, кернеры. Рабочие и опорные валки для холодной прокатки металла. Рабочие балки рельсобалочных, крупносортных и проволочных обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металла, подвергающиеся интенсивному износу и работающие в условиях минимальных или умеренных ударных нагрузок. Рабочие валки, опорные валки и бандажи составных опорных валков листовых, обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металла.

9Х2МФ   Рабочие валки для станов холодной прокатки металлов при особо тяжелых условиях эксплуатации, рабочие валки проволочных обжимных и сортовых станов.

75ХМ 9Х2 Рабочие и опорные валки двух- и четырехвалковых клетей листовых станов для холодной прокатки металлов. Рабочие и опроные кованые валки листовых станов для горячей прокатки металлов.

75ХСМФ 9Х1 Рабочие валки листовых станов для холодной прокатки металлов.

60ХСМФ   Рабочие валки двух- и четырехвалковых клетей листовых станов для холодной прокатки металлов.

60Х2СМФ   Рабочие валки двух- и четырехвалковых клетей листовых станов для холодной прокатки металлов.

55Х   Оси составных опорных валков для холодной прокатки металлов. Рабочие валки блюмингов, слябингов, заготовочных , рельсобалочных, крупносортных, среднесортных и мелкосортных станов и рабочие валки листовых станов для горячей прокатки металлов. Редукторные валы, шестерни и другие нагруженные детали, подвергающиеся истиранию, но работающие без значительных ударных нагрузок.

60ХН   Рабочие валки блюмингов, слябингов, заготовочных , рельсобалочных и крупносортных станов, рабочие опорные валки листовых станов для горячей прокатки металлов.

45ХНМ 40ХН2МА Оси составных опорных валков листовых станов для горячей прокатки металлов, шестеренные валы и другие.

7Х2СМФ   Рабочие валки кованые для холодной прокатки металлов.

60ХГ 55Х Рабочие валки штрипсовых и мелкосортных станов для горячей прокатки металлов.

90ХМФ   Опорные валки всех размеров и бандажи составных опорных валков листовых станов для горячей прокатки металлов.

75ХМФ 75ХМ, 9ХФ Рабочие и опорные кованые валки листовых станов для горячей прокатки черных металлов.

Р6М3   Чистовые и получистовые инструменты небольших размеров (в основном сверла и зенкеры, а также дисковые фрезы и другие инструменты, заготовкой которых служат лист и полоса) для обработки деталей из конструкционных сталей с пределом прочности до 90 МПа.

Р6М5   Режущие инструменты всех видов для обработки при обычной скорости резания деталей из углеродистых и среднелегированных конструкционных сталей с пределами прочности до 90-100 МПа, а также зуборезные инструменты для обработки нержавеющих сталей.

Р6М5К5   Для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Р9 Р18 Для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.

Р9М4К8   Для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки: зуборезный инструмент, фрезы, фасонные резцы, зенкеры, метчики.

Р12 Р18 Различные режущие инструменты (фрезы, протяжки, долбики, шеверы, метчики, развертки) для обработки деталей из конструкционных сталей.

Р18 Р12 резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600°С.

Р18Ф2   Чистовые и получистовые режущие инструменты (резцы, фрезы, машинные развертки, сверла и т.д.) для обработки деталей из среднелегированных конструкционных сталей, а также некоторых марок нержавеющ

Первичная кристаллизация сплавов системы  железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии  ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).

При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в α-железе (δ-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчивается по линии АН с образованием α (δ)-твердого раствора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE.

При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67 % углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР_4,3 Л[А_2,14+Ц_6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.

Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических – аустенит+ледебурит, эвтектических – ледебурит и заэвтектических – цементит (первичный)+ледебурит.

Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при  охлаждении γ-железа в α-железо и  распадом аустенита.

Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита.

Линия ЕS показывает температуры начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.

В точке  S при температуре 727°С и концентрации углерода в аустените 0,8 % образуется эвтектоидная смесь состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А_0,8 П[Ф_0,03+Ц_6,67].

Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.

Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точкаQ), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит+цементит третичный и называются техническим железом.

Доэвтектоидные  стали при температуре ниже 727ºС имеют структуру феррит+перлит и  заэвтектоидные – перлит+цементит вторичный в виде сетки по границам зерен.

В доэвтектических  чугунах в интервале температур 1147–727ºС при охлаждении из аустенита  выделяется цементит вторичный, вследствие уменьшения растворимости углерода(линия  ES). По достижении температуры 727ºС (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит+цементит).

Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного  и цементита первичного.

Правило фаз устанавливает зависимость  между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и  выражается уравнением:

C = K + 1 – Ф,

где С – число степеней свободы системы;

К –  число компонентов, образующих систему;

1 –  число внешних факторов (внешним  фактором считаем только температуру,  так как давление за исключением  очень высокого мало влияет  на фазовое равновесие сплавов  в твердом и жидком состояниях);

Ф –  число фаз, находящихся в равновесии.

Сплав железа с углеродом, содержащий 0,2%С, называется доэвтектоидной сталью. Его  структура при комнатной температуре  – Феррит + Цементит (первичный).