WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«раствора. Томск – 2013 Рекомендуемая литература • 1. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с. • 2. ...»

Лабораторная работа 9

Упрочнение сплава в результате образования твердого

раствора .

Томск – 2013

Рекомендуемая литература

• 1. Утевский Л.М. Дифракционная электронная

микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия,

1973. – 584 с .

• 2. Гольдштейн М.И., Фарбер Б.М. Дисперсионное

упрочнение стали. – М.: Металлургия, 1979. – 208 с .

• 3. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и

разработка сталей. – М.: Металлургия, 1982. – 184 с .

• 4. Штремель М.А. Прочность сплавов. Часть II .

Деформация. Учебник для ВУЗов. – М.: МИСИС, 1997 .

– 527 с .

• 5. Фридель Ж. Дислокации. - М.: Мир, 1967. - 643 с .

• Журавлев В.Н., Николаева О.И .

6 .

Машиностроительные стали. Справочник – М.:

Машиностроение, 1981. – 391 с .

Цель работы Ознакомление с механизмами упрочнения материала при образовании твердого раствора .

Оценка величины упрочнение закаленной конструкционной стали в результате формирования твердых растворов .

Задачи работы Ознакомление с механизмами упрочнения 1 .

материала при образовании твердого раствора .

2. Оценка величины твердорастворного упрочнения стали .

Вид отчетности:

Сдать реферат и отчет на тему:

Ознакомление с механизмами упрочнения материала при образовании твердого раствора .

Твердые растворы Твердыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решетке первого компонента (растворителя), изменяя ее размеры (периоды) .



Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу .

Компонент, решетка которого сохраняется, называется растворителем (матрицей), а остальные – примесью или растворенными элементами. В зависимости от того как располагаются атомы примеси в решетке растворителя, различают три типа твердых растворов: замещения, внедрения и вычитания .

Независимо от типа твердого раствора, все они имеют атомарный характер, т.е. в узлах кристаллической решетки располагаются атомы или ионы, но не молекулы .

(а) (б) (в)

- атомы сорта А В твердых растворах замещения атомы растворенного элемента замещают атомы растворителя в узлах кристаллической решетки, распределяясь, чаще всего, хаотически (рис. б), либо упорядоченно (в). При этом растворителем может быть химический элемент (металл), а также химическое соединение. В твердых растворах между химическими соединениями ионы одного сорта замещаются ионами другого сорта в соответствии со схемой (рис. б), например, в системе NaCl – KCl ионы калия замещают ионы натрия .

Растворы внедрения. В твердых растворах внедрения атомы примеси располагаются в междоузлиях кристаллической решетки растворителя (рисунки). Растворы типа внедрения чаще всего образуются при растворении элементов с малыми атомными радиусами (водород, углерод, азот, бор и др.) в металлах переходной группы (например, раствор углерода в железе) .

Положение атома внедрения в междоузлии устойчиво, если радиус внедренного атома достаточно мал, чтобы не слишком смещать окружающие его атомы металла, и достаточно велик, чтобы с ними соприкасаться. Растворы этого типа существуют и на базе химических соединений (раствор никеля в NiSb) .

(а) (б) Твердые растворы вычитания (растворы с дефектной решеткой) образуются на основе химических соединений .



Типичным примером является раствор кислорода в соединении FeO (рис.). Все позиции, в которых должны находиться ионы кислорода, заняты, а часть позиций, которые должны быть заняты ионами железа, – вакантны. Дефектной может быть как металлическая подрешетка, так и неметаллическая, например в оксидах титана, содержащих от 38 до 56 атомных процентов кислорода .

(б) (а) Твердые растворы замещения могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью. В твердых растворах с ограниченной растворимостью концентрация растворенного компонента возможна до определенных пределов. В твердых растворах с неограниченной растворимостью возможна любая концентрация растворенного компонента (от 0 до 100%) .

Твердые растворы замещения с неограниченной растворимостью на основе компонентов: Ag и Au, Ni и Cu, Mo и W, V и Ti, и т.д .

Твердые растворы замещения с ограниченной растворимостью на основе компонентов: Al и Cu, Cu и Zn, и т.д .

На основании многочисленных экспериментальных результатов были сформулированы необходимые (но не всегда достаточные) условия для неограниченной растворимости металлов друг в друге:

1. Неограниченные ряды твердых растворов образуют металлы, имеющие одинаковые кристаллические решетки (например, медь – никель, медь – золото – решетки гцк). Если металлы имеют несколько полиморфных модификаций, то неограниченная растворимость наблюдается между их изоморфными модификациями .

2. Атомные радиусы растворяющихся друг в друге элементов не должны отличаться более чем на 10 –15 % .

3. Необходима близость физико–химических свойств, при значительном их различии проявляется тенденция к образованию интерметаллических соединений .

Невыполнение хотя бы одного из перечисленных выше условий приводит к ограниченной растворимости, однако, при выполнении всех условий неограниченной растворимости может не быть (например, в системе медь–серебро наблюдается ограниченная растворимость, хотя все три условия выполняются) .

Твердые растворы внедрения могут быть только с ограниченной растворимостью, поскольку число пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента сохраняются в узлах решетки .

Возможно одновременное сочетание двух видов твердых растворов (например, твердых раствор внедрения атомов D в твердый раствор замещения атомов В в кристаллической решётке, образованной атомами А) .

–  –  –

Рис. 1.

Искажения кристаллической решетки в твердых растворах замещения:

а – атом растворенного компонента больше атома растворителя б – атом растворенного компонента меньше атома растворителя

Степень упрочнения твердого раствора зависит от ряда факторов:

1. Различие в размерах атомов растворителя и растворенных в нем атомов. Обычно степень изменения прочности в зависимости от концентрации легирующих компонентов определяется соотношением

–  –  –





где am и ar - параметры решетки матрицы и растворенного элемента, соответственно; с – концентрация растворенного элемента .

2. Возмущение электронной структуры, которую обычно выражают через модули сдвига атомов растворителя и растворенных атомов. В растворах замещения растворенные атомы вызывают в основном симметричные искажения решетки растворителя, и это приводит к относительно небольшим эффектам упрочнения. Асимметричные искажения, обычно вызываемые атомами внедрения в -железе, приводят к значительно большему упрочнению твердого раствора. Тем не менее, интенсивность упрочнения в растворах замещения может существенно возрасти, если атомы раствора связаны в виде диполей, что приводит к появлению асимметричности искажений .

–  –  –

1. Зная марку стали, по справочнику [6] определить ее химический (элементный) состав;

2. Для каждого легирующего элемента указанной стали найти из литературных источников значения коэффициента ki ;

3. Используя выражение (7), провести оценки величины вклада твердорастворного упрочнения в предел текучести стали .

Практическая работа

1. 14Х2Н3МА

2. 12Х18Н9Т

3. 18ХГТ

4. 15ХГН2ТА

5. 20ХГНР

6. 38Х2МЮ

7. 07Х21Г7АН5

8. 20ХГСА

9. 30ХГСН2А

10. 25Х2Н4МА

11. 20ХН4ФА

12. 45Х2Н4МФА

13. 35ХН1М2ФА

14. А12

15. АЦ20ХГНМ Контрольные вопросы

1. Что какое твердые растворы?

2. Что называется растворителем (матрицей) в твердых растворах?

3. Перечислите виды твердых растворов .

4. Что такое твердые растворы замещения?

5. Что такое твердые растворы внедрения?

6. Что такое твердые растворы вычитания?

7. Что такое твердые растворы замещения с ограниченной и неограниченной растворимостью? Приведите примеры .

8. Перечислите условия для неограниченной растворимости .

9. Почему твердые растворы внедрения могут быть только с ограниченной концентрации?

10. Почему образование твердого раствора сопровождается искажением кристаллической решетки растворителя?

11. Перечислите факторы, от которых зависит степень




Похожие работы:

«Резюме Широков Дмитрий Сергеевич Рабочий адрес: 1) Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, Факультет экономических наук, Департамент математики, Россия, 101000, Москва, ул. Мясницкая, 20, +7(495)7713232, dshirokov@hse.ru, 2) Институт проблем передачи информации им. А. А. Харкевича Российской академии наук, Лаборатория 1...»

«Руководство по техническому обслуживанию ATV 500H / ATV 500H EFI ATV 700H / ATV700H EFI Предисловие В основном, данное руководство содержит методы диагностики, обслуживания и ремонта АTV и включает в себя важные технические данные и эксплуатационные характеристики. Некото...»

«А К А Д Е М И Я НАУК СССР ОТДЕЛЕНИЕ ЛИТЕРАТОРЫ И ЯЗЫКА комиссия ПУШКИНСКАЯ ВРЕМЕННИК ПУШКИНСКОЙ комиссии if ИЗДАТЕЛЬСТВО "НАУКА" ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Ленинград 1969 Редактор акад M. П. АЛЕКСЕЕВ комиссии В Р Е М Е Н Н И К ПУШКИНСКОЙ Утверждено к печати Пушкинской комиссией Отделения литературы и яз...»

«ОТЗЫВ официального оппонента доктора технических наук Дорофеюка Александра Александровича на диссертацию Абрамова Вадима Игоревича "Метод опорных объектов для обучения распознаванию образов в...»

«Девойно Игорь Георгиевич Развертывание технических систем Автореферат диссертационной работы для сертификации по ТРИЗ на высший уровень (Мастер ТРИЗ) Научный консультант: Литвин Семен Соломонович, ТРИЗ Мастер Минск Оглавление 1 Актуальность темы исследования 2 Цели исследования 3 Обзор известных подходов по данной проблеме 4 Результаты...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ГОСТ Р и с о НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ 13936-1 РОССИЙСКОЙ — ФЕДЕРАЦИИ МАТЕРИАЛЫ ТЕКСТИЛЬНЫЕ Определение сопротивления раздвижке нитей в шве текстильных изделий Часть 1 Метод открытия фиксированного шва ISO 13936-1:2004 Texti...»

«МАШИНА СТИРАЛЬНО-ОТЖИМНАЯ "ВЕГА" ВО-40 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВО-40.00.00.000 РЭ ВНИМАНИЕ! При работе машины, находиться против загрузочного люка НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. ВНИМАНИЕ! Для открывания крышки люка освободить от фиксации замок!...»

«Коновалов Константин Владимирович АНТРОПОЛОГИЯ И ГНОСЕОЛОГИЯ МАКСИМА ГРЕКА Специальность 09.00.03 — история философии Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата философских наук 6 ОКТ 2011 Москва 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО "Алтайский государственный технически...»

«Theory and history of culture 259 УДК 008 Publishing House ANALITIKA RODIS (analitikarodis@yandex.ru) http://publishing-vak.ru/ Светличная Ирина Валерьевна Семиотика прически в процессах социокультурной коммуникации Светличная Ирина Валерьевна Старший преподаватель, кафедра конструи...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.