ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние различных факторов на механические свойства материаМетоды получения прочных металлов и сплавов из "Прикладная механика твердого деформируемого тела Том 1 " В сплавах, полученных на основе различных металлов, происходят разнообразные процессы в связи с теми или иными внешними воздействиями изменением температурного режима, изменением химического состава у поверхности в присутствии химических агентов и т. п. Почти все эти процессы существенно влияют на механические свойства сплавов. Вместе с тем природа указанных процессов не может быть уяснена без рассмотрения так называемых диаграмм состояния сплавов. В связи с этим в настоящем параграфе приводятся весьма краткие о них сведения. [c.262] Как известно, сплавы — это сложные материалы, получаемые из более простых — компонентов. Существуют сплавы однородные, состоящие из одной фазы (фаза — физически однородное тело — твердый взаимный раствор или химическое соединение компонентов), и неоднородные, представляющие собой смеси, которые состоят из двух или большего количества твердых фаз. Характер взаимодействия компонентов определяется составом и границами существования фаз в интересующей области температур. Наибольшая наглядность обеспечивается диаграммами состояний, если число компонентов равно двум (бинарная система) или, в крайнем случае, трем последнего случая касаться не будем. [c.262] Каждой точке диаграммы соответствует температурная критическая точка на кривой охлаждения или нагревания сплава, с соответствующим содержанием компонентов Л и Б. [c.263] В табл. 4.6 показаны типы диаграмм состояния в зависимости от характера взаимной растворимости компонентов в твердом и в жидком состояниях имеются в виду случаи отсутствия у компонентов как полиморфных модификаций, так и химических соединений. Под диаграммами состояния / и 6 изображены типичные изотермы физических свойств сплавов. Линейный характер изотермы физических свойств сплавов имеют в сплавах-смесях, криволинейный — в сплавах-растворах. [c.263] Диаграммы состояний усложняются при наличии у компонентов полиморфных модификаций или химических соединений в твердом состоянии. [c.263] Из сказанного становятся ясными некоторые характерные особенности вида-диаграмм состояния, соответствуюш,их различным комбинациям факторов (растворимость, полиморфизм, наличие химических соединений и характер их поведения при плавлении). [c.263] Б л а н т е р М. Е., Металловедение и термическая обработка, Машгиз, 1963. [c.265] Уманский Я- С., Финкельштейн Б, Н., Блантер М Е., К и ш к н н С. Т., Ф а с т о в И. А., Горелик С. С., Физическое металловедение, Металлургиздат, 1955 (библ. 618 названий). [c.265] Каше н ко Г. Д., Основы металловедения, изд. 3-е, Машгиз, 1959. [c.265] На приведенных выше диаграммах состояния показаны различные возможные случаи образования сплавов. Если сплав представляет собой твердый раствор, то упрочнение происходит за счет искажения решетки вблизи мест расположения атомов растворимого вещества (легирующей добавки) это относится как к растворам внедрения, так и замещения, если размеры атома легирующего элемента достаточно сильно отличаются от размеров атомов основного металла. Если сплав представляет собой механическую смесь различных фаз, то включения легирующего элемента с поверхностью раздела также повышают прочность, являясь препятствиями для движущейся дислокации. Комбинация обеих форм упрочнения имеет место в сплавах, представляющих собой механическую смесь фаз в виде растворов с ограниченным растворением. Повышение прочности посредством одного лишь легирования достигаетпорядка 10-30%. [c.266] В случае сплавов в виде механических смесей свойства их являются линейными функциями, приобретающими, при процентном содержании в смеси одной из фаз, равном нулю или 100%, значения характеристики свойства, соответствующие чистым фазам (см. табл. 4.6). [c.266] В случае сплавов в виде растворов изменение свойств в зависимости от процентного содержания растворимого элемента характеризуется нелинейной функцией. [c.266] На рис. 4.34 показаны диаграммы растяжения Р — А/ для образцов, изготовленных из сталей с различным процентным содержанием углерода. Существенные изменения в очертании и величинах ординат диаграмм напряжений (растяжения) обнаруживаются при изучении образцов из сплавов, в которых имеют место другие комбинации основного металла и примеси или добавки, и при других основном металле и примеси или добавке. [c.267] В настоящем разделе коснемся лишь термической обработки металлов. [c.267] Можно отметить две особенности компонентов, образующих сплавы, наличие которых создает условия для применения термической обработки с целью изменения (улучшения) свойств сплава. Одной из них является растворимость одного компонента в другом, изменяющаяся с изменением температуры. [c.267] Вторая состоит в наличии хотя бы у одного из компонентов аллотропической модификации. [c.267] получающийся в результате закалки, имеет неустойчивое состояние. Для придания ему большей устойчивости выполняется еще и другая термическая обработка — отпуск, состоящая в нагреве до температуры, значительно меньшей, чем температура закалки, и медленном охлаждении. В процессе отпуска часть легирующей добавки выделяется из пересыщенного раствора в виде включений с поверхностью раздела, и такая комбинация повышает прочность в большей мере, чем одна пересыщенность раствора. [c.267] В процессе закалки на мартенсит происходит резкое нарушение регулярности атомной решетки, в пределах одного зерна образуется ряд тоиких пластин (мартенситная структура), каждая из которых имеет мозаичное строение. Этим резко увеличивается суммарная удельная поверхность раздела, что влечет за собой резкое увеличение прочности. Наряду с этим упрочняющее, в пределах каждого блока, влияние оказывают внедренные атомы углерода в пересыщенном растворе. Хрупкий после закалки мартенсит используют лишь после отпуска, уменьшающего неравновесность структуры. При этом уменьшается прочность, но повышается пластичность и ударная вязкость. [c.268] На рис. 4.35 показана зависимость свойств сталей от термической обработки ). [c.268] Термическая обработка отжиг, состоящая в нагреве до температуры закалки и медленном охлаждении, позволяет полностью снять закалку. [c.269] Вернуться к основной статье