Влияние нагрева на строение и свойства металлов

ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ [c.55]

ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННОГО МЕТАЛЛА (РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЕ [c.85]

Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла (рекристаллизационные процессы) [c.48]

Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла [c.49]

Влияние температуры на строение и свойства металла. Большое влияние на деформации, которые могут быть получены к моменту разрушения заготовки, оказывает температура нагрева последней. При нагреве в металле деформируемой заготовки возникают разупрочняющие процессы — возврат и рекристаллизация, действие которых противоположно упрочняющему действию пластической деформации. В случае холодной обработки давлением из-за неравномерного распределения деформаций по объему заготовки, а также различия формы, размеров и свойств отдельных зерен последние получают различную деформацию. Вследствие этого после снятия внешней нагрузки между соседними зернами остаются напряжения, называемые остаточными. При повышении температуры материала заготовки атомы получают возможность смещаться и приобретать положения, соответствующие минимальному значению потенциальной энергии, поэтому неравномерность упругих деформаций и остаточные напряжения уменьшаются. Это явление, называемое возвратом, несколько снижает прочность материала и повышает пластичность. Возврат чистых металлов происходит при температурах, превышающих (0,25...0,3) Гпл, где Тпп — абсолютная температура плавления. При возврате форма и размеры зерен не изменяются. [c.15]

Контрольная работа №1 состоит из 4 вопросов, которые охватывают все основные разделы курса. Первые вопросы всех вариантов составлены по двум темам строение металлов и сплавов пластическая деформация и влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Вторые вопросы задания однотипны и имеют цель проверить усвоение студентом очень важной для понимания дальнейшего материала учебного курса диаграммы состояния железо-цементит. Третьи вопросы - из раздела термическая обработка стали. Большинство из них имеют практический уклон и требуют для ответа основательной проработки этого раздела. Четвертые вопросы посвящены отдельным группам материалов ( металлических, неметаллических, композиционных), которые находят применение в машиностроении. [c.12]

Начиная с последних лет XIX столетия, все возрастающее внимание отечественных и зарубежных материаловедов уделяется разработке способов и созданию аппаратуры, обеспечивающих возможность прямого изучения микроскопического строения и свойств металлов и сплавов, подвергаемых различным режимам нагрева и механического нагружения. Этот интерес связан с тем, что именно под влиянием температурно-временного фактора, например, в стали, являющейся одним из основных материалов современного машиностроения, протекают полиморфные превращения, а также происходят процессы рекристаллизации, отпуска, старения и отжига, определяющие уровень прочностных свойств изделий. В зависимости от температуры испытания или эксплуатации и режимов предварительной термической механической и. термомеханической обработки и скорости нагружения инициируются и развиваются в поликристаллических материалах механизмы внутри- и межзеренной деформации, сказывающиеся на эксплуатационных свойствах материалов. [c.5]

Для оценки свариваемости аустенитных сталей в отдельных случаях необходимо учитывать существенное влияние, оказываемое процессом сварки на структуру околошовной зоны основного металла. Вследствие отсутствия закалочных превращений в аустенитных сталях при воздействии на них сварочного цикла околошовная зона имеет менее сложное строение, чем зона при сварке перлитных и хромистых сталей. В участке, непосредственно примыкающем к зоне сплавления, может проявляться ряд процессов, связанных с нагревом до температур выше 1000° — рост зерна, рекристаллизация, если металл до сварки был наклепан фазовые превращения, связанные с переходом второй фазы в твердый раствор изменение структуры и свойств [c.39]

Металлы как кристаллические вещества при данных температуре и давлении характеризуются строго определенным пространственным расположением атомов, т. е. металл в твердом состоянии при данной температуре имеет энергетически устойчивое кристаллическое строение с минимумом свободной энергии, которой обладает атом или комбинация атомов. Нагрев или охлаждение вносят в состояние атомов энергетические изменения, а это может привести к перестройке в их взаимном расположении с минимумом свободной энергии. Следовательно, изменение температуры приводит к изменению свободной энергии. Однако до определенных температур нагрева металл остается кристаллическим телом. Повышение температуры приведет к дальнейшему изменению энергетического состояния атомов, близкому к энергетическому состоянию жидкости. При увеличении нагрева цельность металлической решетки нарушается, а в отдельных участках могут сохраняться отдельные группировки относительно закономерно построенных атомов. В силу энергетических условий они не могут быть устойчивыми, поэтому происходит их систематическое разрушение и образование. Эти группировки атомов в процессе кристаллизации становятся центрами кристаллизации. Чем меньше этих центров, тем из более крупных кристаллов будет состоять металл при переходе из жидкого состояния в твердое. Следовательно, условия плавления металла оказывают влияние на процесс кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Однако из-за большого перегрева металла в сварочной ванне к моменту кристаллизации останется очень мало указанных центров кристаллизации или они вообще будут отсутствовать. Поэтому в сварочную ваину необходимо вводить искусственные центры кристаллизации, природа и количество которых зависят от условий сварки и используемых сварочных материалов, состава основного и присадочного металлов. [c.5]

Вся зона основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения происходит изменение структуры и свойств, называется зоной термического влияния. Ширина ее ограничивается участком с температурой около 100° С. В зависимости от способа сварки она может быть очень малой (до 1 мм или до 40—50 мм). Строение зоны термического влияния для углеродистой стали показано на рис. 311. [c.489]

Кроме наклепа, на свойства металла оказывают влияние остаточные напряжения, возникающие в нем в результате неравномерной деформации отдельных участков тела детали. Остаточные внутренние напряжения в теле детали могут возникнуть также в результате неоднородного строения металла, неравномерного нагрева или охлаждения различных его частей. В процессе работы детали остаточные внутренние напряжения могут суммироваться с напряжениями, вызываемыми действиями внешней нагрузки, или вычитаться из них и тем самым увеличивать или уменьшать прочность детали. [c.208]

При нагреве наклепанной стали до определенных температур и выдержке в течение некоторого времени происходит рекристаллизация — восстановление разрушенной структуры и формирование новых зерен сталь имеет нормальное зернистое строение, напряжения, вызванные наклепом, снимаются и свойства стали возвращаются к исходным значениям. Однако в действительности структура после прокатки и рекристаллизации не всегда полностью восстанавливается и часто наблюдается неравномерность по толщине листа — в середине листа зерна феррита более мелкие, а вблизи поверхности — более крупные. Это связано с неравномерностью деформации и химического состава металла по толщине листа и особым влиянием степени деформации на рост зерна при рекристаллизации [72—75]. [c.59]

В книге рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях при нагреве стали и чугуна. Проанализировано влияние исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита, его строение и свойства. Рассмотрен механизм а -> -превращения с общих пози-Щ1Й о возникновении метастабильных состояний, развития релаксащюнных явлений и вторичных процессов при фазовых переходах. Особое внимание уделено роли дефектов кристаллического строения в образовании аустенита и их влиянию на формирующуюся структуру, размер зерна и свойства металла после термической обработки. [c.2]

В данной книге рассматриваются строение и свойства сталей, используемых для изготовления паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды, а также сосудов, работающих под давлением, описываются применяемые в энергетике стали и влияние технологических процессов и условий эксплуатации на структуру и показатели прочности металла. Значительное внимание уделяется строению и свойствам сварных соединений, сообщаются основные результаты исследований высокотемпературной газовой коррозии экранов, щирмовых пароперегревателей и конвективных поверхностей нагрева мощных паровых котлов помещена информация о коррозионных процессах в водной среде и низкотемпературной сернистой коррозии, излагаются мероприятия, позволяющие защитить трубную систему котлов от интенсивных коррозионных поражений, основные положения нормативных методов расчета на прочность элементов котлов, трубопроводов и сосудов, работающих под давлением. [c.7]

Сварные стыки паропроводов, кольцевые стыки барабанов паровых котлов и сварные швы приварки донышек к коллекторам выполняют в несколько слое в. При наложении каждого последующего слоя расположенный ниже уже затвердевший слой нагревается теплом сварочной ванны. Небольшая часть нижнего слоя оплавляется. Этим обеспечивается сплавление слоев. Примыкающие слои металла предыдущего слоя претерпевают при этом полную перекристаллизацию с измельчением зерна. Происходит их нормализация. Слои, отстоящие несколько дальше, претерпевают частичную перекристаллизацию. Это способствует маскировке характерного дендритного строения наплавленного металла и ослаблению отрицательного влияния дендритной неоднородности на свойства металла. Механические свойства перекристаллизованных и примыкающих к ним слоев улучшаются снижается их твердость и повышается пластичность. Уменьшаются остаточные напряжения, возникшие в процессе сварки. Литую структуру в чистом виде сохраняют только верхние слои, расположенные в усилении сварного шва. [c.175]

В двухфазных аустенитно-боридных швах кратковременный нагрев в области температур 1100—1180°С практически не сказывается на структуре металла шва, как и на строении самой стали (рис. 42). Чтобы раздробить эвтектическую сетку боридов, требуется горячая деформация литого металла. Ниже будет показано, что и длительный нагрев в указанном интервале тэмператур не оказывает влияния на структуру аустенитно-боридных швов. Это свидетельствует о высокой стабильности такого типа микроструктуры, что с точки зрения жаропрочных свойств является весьма благоприятным фактором. При нагреве до температуры 1180—1200° С, в зависимости от химического состава эвтектической фазы, начинается ее оплавление и, в некоторых случаях, коагуляция. Сказанное относительно стабильности аустенитно- [c.137]

Особенностями металлургических процессов при сварке плавлением являются весьма высокие температуры и кратковременность всех процессов. На рис. 153 показана структура зоны влияния (строение сварного шва) после затвердевания и распределение температуры в малоуглеродистой стали в зоне термического влияния. Наплавленный металл 1 (участок 0—1) имеет столбчатое (дендритное) строение, характерное для литой стали при ее медленном затвердевании. Если наплавленный металл или соседний с ним участок 1 был сильно перегрет, то при охлаждении на участке 2 зерна основного металла (низкоуглеродистой стали) имеют игольчатую форму, образуя грубоигольчатую структуру. Этот участок имеет крупнозернистую структуру и обладает наибольшей хрупкостью и весьма низкими механическими свойствами. На участке 3 температура металла не превышает 1000° С. Здесь имеет место нормализация, структура получается мелкозернистой с повышенными механическими свойствами по сравнению с основным металлом. На участке 4 происходит неполная перекристаллизация стали, так как температура нагрева находилась между критическими точками Ас1 и Асз. На этом Участке наряду с крупными зернами феррита образуются и мелкие зерна феррита и перлита. [c.338]

При наложении последующего слоя расположенный ниже затвердевший слой нагревается теплотой сварочной ванны. Небольшая часть нижнего слоя оплавляется. Этим обеспечивается сплавление слоев. Примыкающие слои металла предыдущего слоя претерпевают при этом полную перекристаллизацию с измельчением зерна. Происходит их нормализация. Слои, отстоящие несколько дальше, претерпевают частичную перекристаллизацию. Это способствует маскировке характерного дендритного строения наплавленного металла и ослаблению отрицательного влияния дендритной неоднородности на свойства металла. Механические свойства перекристаллизованных и примыкающих к ним слоев улучшаются снижается их твердость и повышается пластичность. Уменьшаются остаточные напряжения, возникшие [c.121]

Все металлы и сплавы металлов имеют кристаллическое строение (структуру). Кристаллы образуются во время затвердевания расплавленного металла. Форма, размеры, взаимное расположение кристаллов зав,исят от х]имичеокого состава металла, скорости охлаждения его, наличия посторонних примесей и др. Величина и расположение кристаллов в сплавах металлов могут изменяться также и под влиянием внешних воздействий на металл, например ковки, повторного нагрева и т. п. От величины, формы и расположения кристаллов в сплаве зависят многие свойства металлов. Металлы обладают рядом ценных свойств, которые определили такое широкое применение их в технике. Из наиболее важных физико-механических свойств металлов следует отметить следующие. [c.13]

В процессе нагрева значительное влияние на прочность металла оказывает его строение при крупнозернистом строении, транскристаллизации, наличии хрупких эвтектик и карбидов по границам зёрен механические свойства понижаются. Такое же влияние оказывает низкое качество металла (значительное количество неметаллических включений, недостаточная степень раскислённости и т. д.). В первый период нагрева разность между температурой печи и температурой заготовки бывает особенно велика, и скорость нагрева в этот период возможна наивысшая. В результате остаточные и термические напряжения могут превысить прочность металла и вызвать нарушение целостности заготовки или слитка (трещины). [c.294]

Уран является необычным металлом в том смысле, что у него имеются две критические температуры 665° С, при которой происходит переход из а-состояния (орторомбическая решетка) в Р-состояние (тетрагональная решетка), и 769°С, при которой происходит переход из Р- в у-состояние (объемноцен-трированная кубическая решетка). Поскольку обе эти температуры лежат в удобном диапазоне и близки между собой, то уран представляет собой идеальный материал для изучения влияния кристаллической структуры на эмиссионные свойства. Фрай и Кардуэлл [127] провели такие исследования, изучая фотоэмиссию из урановой ленты. Из их описания режима нагрева не ясно, являлась ли лента монокристаллом или имела поли-кристаллическое строение в каждом температурном диапазоне, соответствующем трем возможным строениям решетки. Не ясно также, какую ориентацию имела бы поверхность ленты, если бы последняя была монокристаллом. При непродолжительном нагреве урановой фольги до 700°С первоначальная преимущественная ориентация кристаллов нарушается и фольга превращается в совокупность произвольным образом ориентированных кристаллов, но что происходит, если она нагревается до темпе- [c.270]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...