Способность металлов увеличивать свои размеры при нагревании это

Обновлено: 16.05.2024

1. Как называется вещество, которое состоит из атомов одного химического элемента?
а) химически чистым;
б) химически простым;+
в) химическим соединением.

2. Отметьте основные характеристики структуры материала:
а) концентрация носителей заряда;
б) степень упорядоченности расположения микрочастиц;+
в) наличие и концентрация дефектов;+
г) электропроводность.

3. Как называется способность некоторых твердых веществ образовывать несколько типов кристаллических структур, устойчивых при различных температурах и давлениях?
а) полиморфизмом;+
б) поляризацией;
в) анизотопией;

4.Способность металлов увеличивать свои размеры при нагревании это
а) Теплоемкостью
б) Плавлением
в) Тепловое (термическое) расширение+ изотропией.

5. У какого металла удельный вес больше?
а) Свинца+
б) Железа
в) Олова

6. Что такое латуни?
а) Сплавы магния с алюминием
б) Сплавы алюминия с кремнием
в) Сплавы меди с цинком+

7. Как называется тип химической связи, который обеспечивает максимальную концентрацию носителей заряда без приложения внешних энергетических воздействий?
а) ионная;
б) ковалентная;
в) металлическая;+
г) водородная.

8. Выберите механические свойства металлов:
а) Кислотостойкость и жаростойкость
б) Жаропрочность и пластичность+
в) Теплоемкость и плавление

9. Какое название носит способность металлов, не разрушаясь, изменять под действием внешних сил свою форму и сохранять измененную форму после прекращения действия сил?
а) Упругостью
б) Пределом прочности
в) Пластичностью+

10. Как называется способность металлов сопротивляться вдавливанию в них какого либо тела?
а) Твердостью+
б) Пластичностью
в) Упругостью

11. В сером чугуне углерод находится:
а) В виде графита+
б) В виде цементита

13. Вес одного кубического сантиметра металла в граммах это:
а) Удельный вес+
б) Теплоемкость
в) Тепловое (термическое) расширение

14. Какие материалы обладают способностью сопротивляться внедрению в поверхностный слой другого более твердого тела?
а) хрупкие материалы;
б) твердые материалы;+
в) пластичные материалы;
г) упругие материалы.

15. В каком виде углерод находится в сером чугуне?
а) В виде графита+
б) В виде цементита

16. К проявлению какого вида свойств материалов относится стойкость к термоударам?
а) механических;
б) химических;
в) теплофизических;+
г) химических.

17. Как называется вещество, в состав которого входят два или несколько компонентов?
а) Металлом
б) Сплавом+
в) Кристаллической решеткой

18. Как называется сплав железа с углеродом, при содержании углерода менее 2%?
а) Чугун
б) Сталь+
в) Латунь

19. Выберите «вредные» примеси в сталях:
а) Сера и фосфор+
б) Марганец и кремний
в) Железо и углерод

20. Что такое нагревание изделие до определенной температуры, выдержка и быстрое охлаждение с помощью охлаждающей среды?
а) Закалка+
б) Отжиг
в) Нормализация

II вариант.

1. Что такое нагревостойкость?
а) способность хрупких материалов выдерживать без разрушения резкие смены температуры;
б) способность материалов сохранять без изменения химический состав и структуру молекул при повышении температуры;+
в) способность материалов отводить тепло, выделяющееся при работе электронного компонента.

2. Неравномерное распределение химических элементов, составляющих сталь, по всему объему изделия, называется
а) Нормализация
б) Ликвация+
в) Обезуглероживание

3. Как называется способность металлов, не разрушаясь, изменять под действием внешних сил свою форму и сохранять измененную форму после прекращения действия сил?
а) Упругостью
б) Пределом прочности
в) Пластичностью+

4. Какие материалы обладают наибольшей коррозионной устойчивостью?
а) медь;
б) хром;+
в) никель;+
г) железо.

5. Какие вещества относят к проводникам второго рода:
а) металлические расплавы;
б) электролиты;+
в) твердые металлы;
г) естественно жидкие металлы.

6. Как называется сплав железа с углеродом, при содержании углерода менее 2%?
а) Чугун
б) Сталь+
в) Латунь

7. Что такое нагрев изделия до определенной температуры, выдержка при этой температуры и медленное охлаждение?
а) Закалка
б) Нормализация
в) Отжиг+

8. Одновременное насыщение поверхности стального изделия углеродом и азотом, это
а) Цианирование+
б) Цементация
в) Азотирование

9. Как называется явление, в котором вещества, состоящие из одного и того же элемента, имеют разные свойства?
а) Аллотропией+
б) Кристаллизацией
в) Сплавом

10. Как называется вещество, в состав которого входят два или несколько компонентов?
а) Металлом
б) Сплавом+
в) Кристаллической решеткой

11. Какое название носит вес одного кубического сантиметра металла в граммах?
а) Удельным весом+
б) Теплоемкостью
в) Тепловое (термическое) расширение

12. Как называется способность металлов увеличивать свои размеры при нагревании?
а) Теплоемкостью
б) Плавлением
3 Тепловое (термическое) расширение+

13. Выберите, какого металла удельный вес больше?
а) Свинца+
б) Железа
в) Олова

14. Определите название способности металлов противостоять разрушающему действию кислорода во время нагрева?
а) Кислотостойкостью
б) Жаростойкостью+
в) Жаропрочностью

15. Чем обусловлены магнитные свойства материалов?
а) вращением электронов вокруг собственной оси;+
б) взаимным притяжением ядра атома и электронов;
в) орбитальным вращением электронов.+

16. Что такое силумины?
а) Сплавы алюминия+
б) Сплавы магния
в) Сплавы меди

17. Как называется самопроизвольное разрушение твердых материалов, вызванное химическими или электрохимическими процессами, развивающимися на их поверхности при взаимодействии с внешней средой?
а) коррозией;+
б) диффузией;
в) эрозией;
г) адгезией.

18. Как называется явление разрушения металлов под действием окружающей среды?
а) Жаростойкостью
б) Жаропрочностью
в) Коррозией+

19. Выберите название способности металлов не разрушаться под действием нагрузок в условиях высоких температур:
а) Жаростойкостью
б) Плавлением
в) Жаропрочностью+

20. Сталь более высокого качества получается в:
а) электропечах+
б) доменных печах
в) мартеновских печах

Тест по предмету "Материаловедение"
тест по теме

Тест по предмету "Материаловедение" на 40 вопросов. Темы "Свойства металлов и сплавов", "Термическая обработка металлов", "Неметаллические материалы", "Железоуглеродистые сплавы".

Вложение	Размер
test_po_materialovedeniyu_zachetnyy.docx	22.26 КБ

Предварительный просмотр:

экзаменационный по предмету «Материаловедение»

Явление, при котором вещества, состоящие из одного и того же элемента, имеют разные свойства, называется:

Вещество, в состав которого входят два или несколько компонентов, называется:

Вес одного кубического сантиметра металла в граммах, называется:

3.Тепловое (термическое) расширение

Способность металлов увеличивать свои размеры при нагревании, называется:

3 Тепловое (термическое) расширение

Какого металла удельный вес больше?

Способность металлов противостоять разрушающему действию кислорода во время нагрева, называется:

Явление разрушения металлов под действием окружающей среды, называется:

Механические свойства металлов это:

1.Кислотостойкость и жаростойкость

2.Жаропрочность и пластичность

3.Теплоемкость и плавление

Способность металлов не разрушаться под действием нагрузок, называется:

Какой греческой буквой обозначается предел прочности?

Способность металлов, не разрушаясь, изменять под действием внешних сил свою форму и сохранять измененную форму после прекращения действия сил, называется:

Мерой пластичности служат две величины, какие?

Способность металлов сопротивляться вдавливанию в них какого либо тела, называется:

Способность металлов не разрушаться под действием нагрузок в условиях высоких температур, называется:

В сером чугуне углерод находится в

1.В виде графита

2.В виде цементита

Для переработки на сталь идет:

Сталь более высокого качества получается:

2.В доменных печах

3.В мартеновских печах

Сплав железа с углеродом, при содержании углерода менее 2%, называется:

«Вредные» примеси в сталях, это:

2.Марганец и кремний

3.Железо и углерод

Конструкционные стали обыкновенного качества маркируют:

Что обозначает цифра в этой марке стали Ст.4?

1.Количество углерода 0,4%

Какая из этих сталей легированная?

Какая из этих сталей имеет 0,42% углерода, марганца менее 2%, кремния 2%, алюминия 3%?

Какая из этих сталей полуспокойная?

Углеродистые инструментальные высококачественные стали маркируют:

Какая из этих сталей относится к быстрорежущим?

Нагрев изделия до определенной температуры, выдержка при этой температуры и медленное охлаждение, это

Нагревание изделие до определенной температуры, выдержка и быстрое охлаждение с помощью охлаждающей среды, это

Неравномерное распределение химических элементов, составляющих сталь, по всему объему изделия, называется

Закалка и последующий отпуск, это

Нагревание стального изделия в среде легко отдающей углерод (древесный уголь), это

Одновременное насыщение поверхности стального изделия углеродом и азотом, это

1.Сплавы магния с алюминием

2.Сплавы алюминия с кремнием

3.Сплавы меди с цинком

Какая из бронз содержит 5% олова, 6% цинка, 5% свинца и 84% меди?

Какая из латуней содержит 58% меди, 2% марганца, 2% свинца и 38% цинка?

Слоистая пластмасса на основе фенолоформальдегидной смолы и листов бумаги это:

Полипропилен, полистирол относят к:

По способу получения связующего вещества пластмассы классифицируют:

1.Термопластичные и термореактивные

2.Полимеризационные и поликонденсационные

3.Электроизоляционные и теплоизоляционные

0-2 ошибке – оценка «5»

3-8 ошибок – оценка «4»

9-12 ошибок – оценка «3»

Разработала преподаватель спецдисциплин Парыгина Л.В.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Тесты по окружающему миру в 3 классе. Организм человека.

Тест 1 курс Информатика

Программа проведения итоговой контрольной работы по дисциплине информатика в форме тестирования 1/2 2012уч.год Вариант I.

Тест 2 курс

Программа проведения (ИКР,зачет) по дисциплине информатика в форме тестирования 2/4, 2012уч.год Вариант I-А.

Тесты по общей и неорганической химии, тесты по аналитической химии

тесты по общей и неорганической химии, тесты по аналитической химии.

ТЕСТ ПО ТЕМЕ: Блюда из теста

тесты по МДК.03.01.

Рабочая программа кружка Лепка из соленого теста "Тили-тили-тесто"

Цель программы кружка заключается в развитии мелкой моторики пальцев посредством тестопластики.

Разработка урока «Виды теста. Мучные изделия из пресного теста»

Ожидаемый результат: учащиеся должны овладеть технологической компетентностью – готовностью к пониманию инструкции, описанию технологии, алгоритма деятельности; коммуникативной – пол.

тесты по материаловедению
тест

С точки зрения их внутреннего строения, свойства металлов зависят от:

химического состава
типа кристаллической решетки.
количества компонентов
температуры

От степени переохлаждения металла при кристаллизации размер зерен зависит от:

Чем больше степень переохлаждения, тем крупнее зерно.
Размер зерна не зависит от степени переохлаждения.
Чем больше степень переохлаждения, тем мельче зерно.
Зависимость неоднозначна: с увеличением переохлаждения зерно одних металлов растет, других - уменьшается.

Процесс кристаллизации металла или сплава-это:

1. переход из твердого состояния в жидкое;

2. переход из твердого состояния в газообразное;

3. переход в аморфное состояние;

4. переход из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической структуры

Макроскопический анализ материалов позволяет определить:

химический состав
механические свойства
форму и размер зерен
макродефекты

Прочность – это способность материала:

Сопротивляться действию внешних сил без разрушения
Восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки
Сопротивляться проникновению более твердого материала
способность материала изменять свою форму под действием внешней нагрузки и восстанавливать ее после снятия

способность материала выдерживать нагрузки не разрушаясь
способность материала изменять свою форму при приложении внешних нагрузок не разрушаясь
способность материала изменять свою форму под действием внешней нагрузки и восстанавливать ее после снятия
Сопротивляться проникновению более твердого материала

Мерой внутренних сил, возникающих в материале под влиянием внешних воздействий является:

Свойство материалов сопротивляться разрушению называется:

плотность
прочность
деформирование
упругость

Существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам называется:

Аллотропия
Пластичность
Прочность
Кристаллизация

Механическим свойством является:

жидкотекучесть
теплопроводность
твердость
свариваемость

Температура, при которой металл полностью переходит из твердого состояния в жидкое.
Способность металла, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять измененную форму после того, как нагрузка будет снята.
Свойство металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием.
Способность металла или сплава в расплавленном состоянии заполнять литейную форму.

Способность металла образовывать сварной шов, без трещин.
Способность материала сопротивляться внедрению в него, более твердого тела
Свойство тел проводить с той или иной скоростью тепло при нагревании.
Уменьшение объема или линейных размеров расплавленного металла или сплава при его охлаждении до комнатной температуры.

Способность тел проводить тепло при нагревании — это:

температура плавления;
теплопроводность;
теплоемкость;
плотность.

Физическим свойством является:

теплопроводность,
кислотостойкость,
окалиностойкость;
жаростойкость

Испытаниями на растяжение определяют свойства металлов:

Испытаниями на стойкость против коррозии определяют свойства металлов:

остается после снятия нагрузки;
2. исчезает после снятия нагрузки;
3. после снятия нагрузки появляется трещина;

4. пропорциональна приложенному напряжению

К химическим свойствам металлов относятся:

1. износостойкость;
2. твёрдость;
3. теплопроводность;
4. коррозионностойкость

К физическим свойствам металлов относятся:

1. износостойкость ;
2. твёрдость ;
3. теплопроводность;
4. коррозионностойкость.

1.способность материала сопротивляться действию внешних сил без разрушения

2. способность материала изменять свою форму и размеры под действием внешних сил

3. способность материала восстанавливать первоначальную форму и размер после прекращения действия внешних сил

4. способность материала оказывать сопротивление проникновению в него другого более твердого тела

Продуктами доменного процесса являются:

Химическое соединение Fe 3 С называется:

1. сплавы железа с углеродом, содержащие до 0,02 % углерода
2. сплавы железа с углеродом, содержащие от 0,02 % до 2.14 % углерода

3. сплавы железа с углеродом, содержащие от 2,14 до 6,67 % С
4. сплавы железа с углеродом, содержащие 0,8 % С

Чугунами называют:
1. сплавы железа с углеродом, содержащие до 0,02 % углерода
2. сплавы железа с углеродом, содержащие от 0,02 % до 2.14 % углерода
3. сплавы железа с углеродом, содержащие от 2,14 до 6,67 % С
4. сплавы железа с углеродом, содержащие 0,8 % С

Чугун, в котором весь углерод находится в виде химического соединения Fe 3 С, называется:
1. серым
2. ковким
3. белым
4. высокопрочным

Чугуны с пластинчатой формой графита называются:
1. серыми
2. ковкими
3. белыми
4. высокопрочными

Чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму называются:
1. серыми
2. ковкими
3. белыми
4. высокопрочными

Чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму называется:
1. серым
2. ковкими
3. белыми
4. высокопрочными

Целью легирования является:

1. создание сталей с особыми свойствами
2. получение гладкой поверхности
3. повышение пластических свойств
4. уменьшения поверхностных дефектов

Маркой углеродистой инструментальной стали является:

Сталь из чугуна можно получить, если:

1. увеличить содержание углерода;

2. уменьшить содержание углерода;

3. уменьшить содержание примесей;

4. увеличить содержание примесей;

5. добавить легирующие элементы.

Вредной примесью в чугунах является:

Железо и его сплавы принадлежит к:

К тугоплавким металлам
К черным металлам
К диамагнетикам
К металлам с высокой удельной прочностью.

В белом чугуне графит имеет форму:

Хлопьевидная.
В белом чугуне графита нет.
Шаровидная.
Пластинчатая.

Маркой высококачественной стали является:

Маркой углеродистой качественной конструкционной стали является:

Маркой полуспокойной стали является:

Качество стали зависит от содержания:

1. серы и фосфора

2.фосфора и марганца

3.серы и кремния

4.кремния и марганца

СЧ15 – одна из марок серого чугуна с пластинчатым графитом. Цифра 15 означает:

1. содержание углерода в процента

2. относительное удлинение

3. предел прочности при растяжении

4. твёрдость по Бринеллю

Основным легирующим элементом быстрорежущей стали является:

1. хром
2. кобальт
3. кремний
4. вольфрам

Количество углерода в Стали 20 равно:

Латуни и бронзы – это сплавы на основе:

Маркой, обозначающей латунь, является:

Маркой литейной оловянной бронзы является:

Алюминиевый сплав дюралюмин, обозначается:

Охлаждение заготовок совершается в машинном масле при…

Процесс насыщения поверхности металлического изделия углеродом- это…

Сущностью химико-термической обработки стальных изделий является:

1. изменение кристаллической структуры детали;

2. изменение кристаллической структуры поверхностного слоя;

3. изменение химического состава поверхностного слоя;

4. окисление поверхностного слоя;

Добавки, которые делают пластмассу эластичным называются:

Добавки, которые способствуют предотвращению старения пластмассы называются:

Отжиг стали как вид термической обработки. Технология металлов

Большая часть операций, связанных с термической обработкой подразумевает один и тоже алгоритм действий:

нагрев изделия до определенных температур;
выдержку под действием набранной температуру в течение заданного времени;
охлаждение, которое может быть проведено в разных средах и с разной скоростью.

Термообработка деталей может выступать и как промежуточный технологический процесс, и как финишный. В первом случае, через неё проходят те детали, которые еще будут обрабатываться, например, сверла или лопатки авиационных турбин. Второй случай подразумевает то, что после термообработки, готовая деталь получит новые свойства.

Нормализация стали – это один из видов термической обработки металла с последующим его охлаждением на воздухе. Результатом этой операции становится формирование нормализованной структуры стали. Кстати, отсюда и пошло название. Операцию применяют по отношению к поковкам, отливкам и пр. Нормализацию используют для минимизации зерен в структуре стали, образованного сварочным швом.

Суть процесса

Процедура нормализации выглядит следующим образом. Деталь разогревают до температур, которые превышает максимально допустимые параметры (Ас1, Ас3) на 30 – 50 градусов Цельсия, затем, какое-то время ее выдерживают под воздействием этой температуры, после чего ее охлаждают.

Подбор температуры выполняют, руководствуясь маркой стали. Так, сплавы содержащие 0,8 % углерода так называемые заэвтектоидные, обрабатывают при температурах, лежащих между критическими точками Ас1 и Ас3.

Что такое критические точки – так называют температуры, при которых происходят фазовые изменения и структуры сплава при его нагреве или охлаждении.

Результатом этого становиться то, что в твердый раствор попадает некоторый объем углерода и закрепляется аустенита. То есть, на свет появляется структура, состоящая из мартенсита и цементита. Именно цементит приводит к росту стойкости к износу и твердости. Нагрев высокоуглеродистой стали свыше ас3 приводит к тому, что увеличиваются внутренние напряжения. Это происходит из-за того, что растет количество аустенита, в следствии роста концентрации углерода.

Сталь с содержанием углерода менее 0,8% при нагреве свыше критической точки Ас3 приобретает повышенную вязкость. Это происходит потому что в стали этого типа появляется аустенит (мелкозернистый), переходящий в мартенсит (мелкозернистый).

Доэвтектоидная сталь не обрабатывают при температурах, расположенных в диапазоне Ас1 – Ас3. Так как в этом случае появляются феррит, который снижает параметры твердости.

Время необходимое для выполнения операции

Для получения однородной структуры сплава, при определенной температуре, требуется какое-то время. Это время и будет определено как время выдержки стали при нормализации. Опытным путем определено, что слой металла толщиной в 25 мм через час становится однородным. Таким образом. и определяют время нормализации.

Завершающий этап – охлаждение

Скорость охлаждения играет существенную роль в образовании объема перлита и размера его пластин. Многочисленные исследования показали, что высокая интенсивность охлаждения увеличивает количество перлита и сталь получает повышенную твердость и прочность. Малая интенсивность охлаждения приводит к тому, что сталь теряет твердость и прочность.

При обработке деталей с существенными перепадами размеров, например. валов, целесообразно убрать напряжения, возникающие под воздействием колебания температур. Для этого их предварительно нагревают в емкости, заполненной разными солями. При понижении температуры допускается ускорить этот процесс помещая горячие детали в воду или специально подобранное масло.

Другими словами, нормализация стали устраняет напряжения внутри детали, минимизирует ее структуру. То есть она оказывает прямое влияние на изменение микроструктуры стальных сплавов.

Тест по предмету «Материаловедение» тест по теме

Использование нормализации

Эту форму термической обработки применяют для достижения разных целей. Так применение нормализации может повысить или снизить твердость стального сплава, вязкость и прочностные характеристики. Этот способ термической обработки используют тогда, когда надо улучшить обрабатываемость стали разными методами – резание, штамповка и пр.

Детали, получаемые методом литья проходят нормализацию в целях получения гомогенизированной структуры и устранению внутренних напряжений. То же самое можно и сказать о деталях, полученных после обработки ковкой. То есть нормализация служит для получения однородной структуры металла и устранению внутренних напряжений. Кроме того, этот процесс может быть использован, как замена закаливания изделий со сложным профилем. Кроме, названных результатов процесса нормализации можно добавить и такие как минимизация зерен в структуре сплава, удаление вторичного цементита, повышения обрабатываемости стали.

Закалка стали

Закалка — термическая обработка металлоизделий, основанная на перекристаллизации стали при нагреве до температуры выше критической.

После достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур.

Закаленный металл становится тверже, но одновременно с этим и более хрупким.

Если выполнить закалку несколько раз, металл теряет пластичность и вязкость.

Близкие по сути процессы термообработки

В перечень термообработки сталей, помимо нормализации, можно внести операции:

отжиг;
отпуск;
закаливание;
криогенная обработка и несколько других.

Операция отжига обеспечивает качественную, более тонкую структуру перлита, это происходит потому, что охлаждения деталей применяют печи. Назначение этой операции — понижение неоднородности структуры, удаления напряжений, повышение обрабатываемости.

Основы, заложенные в операцию закаливания, идентичны принципам нормализации, но существуют некоторые различия. Например, при закаливании применяют температуры куда как выше и высокие скорости охлаждения. Закаливание проводит к улучшению прочностных характеристик, твердости и пр. Но, нередко заготовки прошедшие через закаливание отличает сниженная вязкость и высокая хрупкость.

Отпуск деталей применяют после операции закаливания. Отпуск снижает хрупкость и внутренние напряжения. При этом диапазон температур ниже, чем тот, который используют в нормализации. Охлаждение деталей проводят на воздухе. При повышении температуры снижается предел прочности, твердость и в то же время растет ударная вязкость.

Криогенная обработка стали приводит к получению равномерной структуры металла и повышенной твердость. Эту технологию обработки применяют в отношении прошедшей закаливание углеродистой стали.

Химико-термическая обработка

Химико-термическая обработка подразумевает насыщение верхних слоев стали каким-либо элементом под воздействием высокой температуры. Различают несколько видов данной процедуры. Цементация означает пропуск через сталь углерода при температуре 950 градусов по Цельсию. Это придает поверхности дополнительной твердости, не затрагивая при этом внутренние слои материала.

Азотирование позволяет насытить верхний слой стали азотом для повышения его коррозийной стойкости, прочности и предела устойчивости. Проводится процедура путем нагревания сплава до 700 градусов в аммиачной среде. Хромирование позволит придать поверхности материала повышенную устойчивость к пресной и соленой воде и некоторым видам кислотных и оксидных сред. Это позволяет подготовить сталь к эксплуатации в неблагоприятных условиях. Цианирование совмещает в себе одновременное насыщение верхних слоев стали углеродом и азотом. Это позволяет одним махом увеличить твердость материала и защитить его от воздействия коррозии.

Нормализация и её применение в практической деятельности

При назначении способа термообработки технолог должен учитывать концентрацию углерода. Стали, в которых содержание углерода не превышает 0,4%, могут быть обработаны и нормализацией и отжигом. Нормализация минимизирует размер зерен в структуре и повышает прочностные характеристики.

Сравнивая затраты времени между нормализацией и другими методами можно сделать вывод, что обработка другими способами, длится больше времени.

За счет скорости выполнения операции, охват большого количества сталей, качеством получаемых параметров (твердость, прочность и пр.), именно поэтому нормализацию широко применяют в машиностроении.

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Отжиг

Отжиг отличается от закалки медленным охлаждением вместе с печью или на открытом воздухе (нормализация), что препятствует образованию неравновесных соединений типа мартенсита. Отжигу (термообработке) подвергаются сплавы из легированной и углеродистой стали, такие изделия как: поковка, отливка, различные заготовки и другие изделия проката. Структура получается однородной, без лишних включений. Изделие становится более пластичным и менее твердым. Выделяют так же гомогенизацию, направленную на устранение неоднородности состава. Термообработка в защитной среде используется для изделий из цветных металлов, а так же проволоки, стальных лент.

Характеристики нашего оборудования

Максимальные габариты термообрабатываемых изделий: длина 500 мм, ширина 500 мм, высота 600 мм.

В качестве приборов измерения и управления потенциалом наших печей используется современная система американского производства. Внутри печи подвешена реторта, в которой и осуществляются процессы безокислительной закалки.

Все процессы отпуска, снятия напряжений и отжига, требующие вертикальной загрузки производятся в шахтных печах. Такое оборудование позволяет равномерно распределять температуру по камере.

Виды отжига

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: металл нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг

Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/час. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
Неполный отжиг заключается в нагреве до температуры между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

выравнивание химического состава до равновесного;
растворение избыточных фаз;
выделение фаз из пересыщенного твёрдого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
рост зерна;
образование и рост пор.

Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

перегрева — чрезмерного роста зерен,
пережога — окисления границ зёрен.

Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объём легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассасывается и влияния на свойства не оказывает.

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0,7—0,8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100—200 °C выше температуры рекристаллизации, выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклёпа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

— снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200—300 °C)[2].

Возможные дефекты отжига

Во время выполнения операций термической обработки необходимо придерживаться заданных режимов температурных нагревов и охлаждений. В случае нарушения требований могут возникнуть различные дефекты.

Окисление поверхностного слоя и образование окалины. Во время проведения операции раскаленный металл вступает в реакцию с кислородом воздуха, что приводит к образованию окалины на поверхности заготовки. Подлежит очищению механическим способом или с помощью специальных химических реактивов.
Выгорание углерода. Также происходит в результате влияния кислорода на горячий металл. Снижение количества углерода в поверхностном слое приводит к снижению его механических и технологических свойств. С целью предотвращения этих процессов, отжиг стали необходимо производить параллельно со вводом внутрь печи защитных газов, основная задача которых – не допустить взаимодействий сплава с кислородом.
Перегрев. Является последствием длительной выдержки в печи при высокой температуре. Имеет следствием чрезмерный рост зерен, приобретение неоднородной крупнозернистой структуры, повышение хрупкости. Подвергается исправлению путем осуществления еще одного этапа полного отжига.
Пережег. Происходит в результате превышения допустимых значений нагрева и выдержки, приводит к разрушению связей между некоторыми зернами, полностью портит всю структуру металла и не подвергается исправлению.

Для предотвращения сбоев важно четко выполнять задачи термообработки, обладать профессиональными навыками и строго контролировать процесс.

Отжиг стали является высокорезультативной технологией приведения микроструктуры деталей любой сложности и состава к оптимальному внутреннему строению и состоянию, которое требуется для последующих этапов термических влияний, обработки резанием и введения конструкции в эксплуатацию.

Гомогенизация (диффузионный отжиг)

Объекты: крупные продукты литья, особенно отливки из легированной стали.

Цель: равномерное распределение атомов легирующих элементов по кристаллическим решеткам и всему объему слитка в результате высокотемпературной диффузии; смягчение структуры заготовки, снижение ее твердости перед выполнением последующих технологических операций.

Технология. Нагрев материала производят до высоких температур 1000-1200˚С. Стабильные термические характеристики необходимо удерживать на протяжении длительного времени – около 10-15 часов, в зависимости от размеров и сложности литой конструкции. По завершении всех этапов высокотемпературных превращений следует медленное охлаждение.

Трудоемкий, однако высокоэффективный процесс выравнивания микроструктуры крупных конструкций.

Нормализация

Объекты: отливки, поковки и детали из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и низколегированной стали.

Цель: упорядочение внутреннего состояния, придание нужной твердости и прочности, улучшение внутреннего состояния перед последующими этапами термообработки и обработки резанием.

Технология. Сталь нагревают до температур, которые лежат немного выше линии GSE и ее критических точек, выдерживают и охлаждают на воздухе. Таким образом, скорость завершения процессов увеличивается. Однако с помощью этой процедуры можно достичь рациональной спокойной структуры лишь в том случае, когда состав стали определен углеродом в количестве не более 0,4%. С повышением количества карбона имеет место повышение твердости. Та же сталь после нормализации имеет большую твердость вместе с равномерно расположенным мелким зерном. Методика позволяет значительно повысить сопротивление сплавов разрушению и податливость обработке резанием.

Читайте также: