Материаловедение

Введение

Научно-технический прогресс в машиностроении неразрывно связан с конструкционными материалами. Для повышения качества, надежности и экономичности изделий машиностроения при снижении их материалоемкости используются эффективные методы обработки материалов и изделий с целью существенного улучшения их свойств. Также возникает задача создания экономно-легированных сплавов, композиционных материалов и методов поверхностного упрочнения материалов.
Поверхностное легирование приводит к экономии дефицитных металлов, так как в этом случае их требуется меньше, чем при объемном легировании сплавов.
Применение термического упрочнения проката из низколегированных сталей или контролируемой прокатки на металлургических заводах способствует значительному сокращению последующего расхода стали (примерно на 30 %) на предприятиях машиностроительного комплекса и в строительстве.
Выбор материалов для деталей машин и приборов определяется эксплуатационными, технологическими и экономическими требованиями.

Вопрос 1. Легированные стали. Классификация. Маркировка. Применение.

Легированными называют стали, в которые для получения требуемых свойств специально вводят легирующие элементы. При наличии элементов в количестве примерно 0,1% такое легирование называют микролегированием.
Легирующие элементы оказывают влияние на электронную и дислокационную структуру металла. Замещая атомы в решетке основы, они создают барьеры ближнего действия на пути движущихся дислокаций. От легирования зависят характер и величина межатомного взаимодействия в сплаве, что влияет на подвижность дислокаций. Так, при легировании может увеличиваться плотность дислокаций, вызванная изменением энергии дефектов упаковки, меняется время релаксации вакансий и, как следствие, их избыточная концентрация. Значения констант диффузии и упругости, условия протекания фазовых превращений и в конечном итоге прочность твердого раствора, безусловно, связаны с легированием. Часто легирование сопровождается повышением сопротивления твердого раствора пластической деформации, поскольку при его образовании более вероятным является множественное скольжение дислокаций по нескольким плоскостям вместо единичного.
В конструкционных сталях основными легирующими элементами являются хром, никель, кремний и марганец.
Никель увеличивает пластичность и вязкость стали, снижает температуру порога хладноломкости и уменьшает чувствительность стали к концентраторам напряжений; перечисленные факторы способствуют повышению сопротивления стали хрупкому разрушению. В качестве примера можно отметить, что введение в сталь 1% никеля приводит к снижению порога хладноломкости на 60-80 °С, а легирование стали
3-4% никеля обеспечивает ей глубокую прокаливаемость.
Хром повышает жаростойкость и коррозионную стойкость стали,
увеличивает ее электрическое сопротивление и уменьшает коэффициент
линейного расширения. Легирование стали хромом приводит к уменьшению склонности аустенитного зерна к росту при нагреве, существенному увеличению...

Заключение

В ходе выполнения данной работы изучили классификацию, маркировку, а также области применения легированных сталей.
Ознакомились с видами обработки материалов давлением, более подробно остановились на процессе прокатки.
Построили кривую охлаждения для сплава с содержанием углерода 3,9%, описали превращения, происходящие в этом сплаве при охлаждении.
Рассмотренные конструкционные материалы предназначены для изготовления деталей машин и приборов, инженерных сооружений и изделий, которые в основном несут механические нагрузки, а в некоторых случаях находятся под воздействием агрессивной окружающей среды и температуры.