Тест с ответами по металловедению – пройти тест онлайн бесплатно

Авторам

8-800-333-85-44

Оформить заявку

Вход

• Справочник
• Онлайн-калькуляторы
• Тесты с ответами

Выполним любые типы работ

• Дипломные работы
• Курсовые работы
• Рефераты
• Контрольные работы
• Отчет по практике
• Эссе

Узнай бесплатно стоимость работы

Машиностроение и материалообработка

Машиностроение и материалообработка

Машиностроение и материалообработка

Машиностроение и материалообработка

• Контрольная работа

  от 1 дня
  /

  от 100 руб

• Курсовая работа

  от 5 дней
  /

  от 1800 руб

• Дипломная работа

  от 7 дней
  /

  от 7950 руб

• Реферат

  от 1 дня
  /

  от 700 руб

• Онлайн-помощь

  от 1 дня
  /

  от 300 руб

Оставляй заявку — и мы пройдем все тесты за тебя!

Контрольная работа 1 Вариант 43 / Материаловедение / Prepodvshoke.

com

Что такое твердый раствор внедрения? Приведите пример.

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.

Существуют твердые растворы внедрения и твердые растворы замещения. При образовании твердых растворов внедрения атомы растворенного компонента B раз­мещаются между атомами растворителя A в его кри­сталлической решетке.


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

Твердые растворы внедрения: при растворении в металлах неметаллических элементов, как углерод, бор, азот и кислород. Например: Fe и С.

Какие основные характеристики механических свойств определяются при испытании на растяжении? Опишите их.

При испытании на растяжении определяются характеристики прочности и пластичности.

Прочность – свойство материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия.


Механические свойства стали (в т. ч. и прочность) обычно определяют по условной диаграмме растяжения. ГОСТ 1497-84 регламентирует следующие прочностные свойства:

– временное сопротивление разрыву (или предел прочности при растяжении) σВ – условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке PD, предшествующей разрушению образца: σB = PD/F0 кгс/мм2;

– предел текучести σТ (физический) – наи­меньшее условное напряжение, при котором образец деформируется без заметного уве­личения растягивающей нагрузки: σT=PC/F0 кгс/мм2; его определяют для низкоуглеро­дистой отожженной стали;

– предел текучести σ0,2 (условный) – на­пряжение, при котором остаточная дефор­мация составляет 0,2% первоначальной рас­четной длины; его определяют для большин­ства марок конструкционной среднеуглеродистой и легированной стали, у которых на диаграмме растяжения отсутствует «площад­ка текучести». Для определения условного предела текучести от начала координат диаграммы растяжения по оси абсцисс от­кладывают в соответствующем масштабе отрезок, составляющий 0,2% первоначаль­ной длины; через полученную точку прово­дят прямую, параллельную начальному ли­нейному участку (ОА) диаграммы (до пе­ресечения с диаграммой). Ордината точки пересечения и соответствует условному пре­делу текучести σ0,2. Предел текучести σ0,2 можно определить по формуле σ0,2 = P0,2/F0 кгс/мм2;

Пластичность – свойство твердых тел необратимо деформироваться под действием механических нагрузок. Отсутствие или небольшое значение пластичности называется хрупкостью.

Относительное удлинение δ представляет собой отношение приращения длины образца после его разрыва к первоначальной расчетной длине l0 и выражается в процентах:


где lк – длина образца после разрыва

Под относительным сужением понимают отношение уменьшения поперечного сечения разорванного образца к первоначальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах:


где Fк – площадь поперечного сечения в месте разрыва.

Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,4% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).

При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидко­го раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в α-железе (δ-раствор). Процесс кристаллиза­ции сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчи­вается по линии АН с образованием α (δ)-твердого раст­вора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE.

При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67 % углерода, при темпера­турах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристал­лизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР4,3Л[А2,14+Ц6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.

Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических — аустенит + ледебурит, эвтектических — ледебурит и заэвтектических — цементит (первичный) + ледебурит.

Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении γ-железа в α-железо и распадом аустенита.

Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита.

Линия ЕS показывает температуры начала выдел пня цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.

В точке S при температуре 727°С и концентрации углерода в аустените 0,8 % образуется эвтектоидная смесь состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А0,8П[Ф0,03+Ц6,67].

Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.

Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точкаQ), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит + цементит третичный и называются техническим железом.

Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727ºС имеют структуру феррит + перлит и заэвтектоидные – перлит + цементит вторичный в виде сетки по границам зерен.

В доэвтектических чугунах в интервале температур 1147–727ºС при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторичный, вследствие уменьшения растворимости углерода (линия ES). По достижении температуры 727ºС (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит + цементит).

Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного.

Сплав железа с углеродом, содержащий 3,4%С, называется доэвтектическим чугуном. Его структура при комнатной температуре цементит (вторичный) + перлит + ледебурит (перлит + цементит).

Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 250 HB. Укажите, как этот режим называется, какая структура получается в этом случае.


Изотермической обработкой, необходимой для получения твердости HB 250, является изотермический отжиг. При изотермическом отжиге сталь У8 нагревают до температуры на 30-50°С выше точки Ас1 и после выдержки охлаждают до температуры несколько ниже точки Аr1. При этой температуре сталь подвергают изотермической выдержке до полного превращения аустенита, затем охлаждают до комнатной температуры. Для получения структуры пластинчатого перлита заданной твердости (HB 250) устанавливается температура изотермической выдержки 640-660°С.

Чем ниже температура распада аустенита, тем дисперснее продукты распада аустенита и тем выше получаемая твердость.

Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества. Прежде всего, он может дать выигрыш во времени, если суммарное время ускоренного охлаждения, изотермической выдержки и последующего ускоренного охлаждения меньше времени медленного непрерывного охлаждения изделия вместе с печью. Другое преимущество изотермического отжига – получение более однородной структуры, т.к. при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения. Структура стали У8 после изотермического отжига – перлит.

Сталь 40 подвергалась закалке от температур 750 и 830°С. Используя диаграмму состояния железо-цементит, укажите выбранные температуры нагрева и опишите превращения, которые произошли при двух режимах закалки. Какому режиму следует отдать предпочтение и почему?

Закалка доэвтектоидной стали заключается в нагреве стали до температуры выше критической (Ас3), в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую.

Температура точки Ас3 для стали 40 составляет 790°С.

Если доэвтектоидную сталь нагреть выше Ас1, но ниже Ас3, то в ее структуре после закалки наряду с мартенситом будут участки феррита. Присутствие феррита как мягкой составляющей снижает твердость стали после закалки. При нагреве до температуры 750°С (ниже точки Ас3) структура стали 40 – аустенит + феррит, после охлаждения со скоростью выше критической структура стали – мартенсит + феррит.

Доэвтектоидные стали для закалки следует нагревать до температуры на 30-50°С выше Ас3. Температура нагрева стали под закалку, таким образом, составляет 820-840°С. Структура стали 40 при температуре нагрева под закалку – аустенит, после охлаждения со скоростью выше критической – мартенсит.

Таким образом, более высокие эксплуатационные свойства будет иметь деталь, закаленная от температуры 830°С.

[Решено] Количество перлита и цементита в преобразованном ледебурите

Количество перлита и цементита в преобразованном ледебурите при комнатной температуре по правилу рычага составляет

1. 20,4 и 79,6 % соответственно
2. 30,4 и 69,69 % соответственно 9000 6
3. ​50,4 и 49,69 % соответственно
4. 40,4 и 59,6 % соответственно

Вариант 3: ​50,4 и 49,69 % соответственно

Бесплатно

CT 1: Строительные материалы

8,2 тыс. пользователей

10 вопросов

20 баллов

12 минут

Объяснение:

Эвтектическое превращение

Реакция эвтектического превращения в целом выглядит следующим образом:

Жидкость → Твердое тело 1 + Твердое 2

В системе железо-углерод протекает реакция при 1147°C и углерода при 4,3 %.

Преобразования следующие:

\({L_{\left( {4.3\;\% \;C} \right)}} \to {\gamma _{\left( {2\;\% \;C} \right)}} + \;F{e_3}{C_{\left( {6,67\;\% \;C} \right)}}\)

Жидкость превращается в эвтектическую смесь аустенита (2 % углерода) и цементит (6,67 % углерода) называется ледебуритом.

Количество перлита и цементита в преобразованном ледебурите при комнатной температуре в соответствии с правилом рычага составляет:

\(Количество\;перлита = \frac{{6,67 — 4,3}}{{6,67 — 2}} \х100 = 50,4\;\%\)

\(Количество\;цементита = \frac{{4,3 — 0,8}}{{6,67 — 2}} \times 100 = 49,6\;\% \)

• Аустенит из ледебурита нестабилен при низкой температуре и превращается в перлит при медленные скорости охлаждения при 727°C .
• Отсюда при комнатной температуре , структура состоит из перлита и цементита .
• Смесь перлита и цементита при комнатной температуре называется Transformed 9.0029 Ледебурит .
• Цементитная фаза с содержанием углерода 6,67 % из-за чего цементит твердый и хрупкий и перлит слегка твердый и поэтому преобразованный ледебурит твердый и хрупкий 9 0032 .

Диаграмма равновесия железо-углерод , показывающая превращение и область появления перлита и ледебурита , показана на диаграмме ниже.

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние обновления UPSC IES

Последнее обновление: 6 июня 2023 г.

Карта допуска к сети UPSC IES​ Нет! Основной экзамен состоится 25 июня 2023 г.  Союзная комиссия по государственной службе (UPSC) опубликовала результаты UPSC IES для предварительных экзаменов 3 марта 2023 г. Экзамен был проведен 19 февраля 2023 г. как по Документу I, так и по Документу II. Всего было освобождено 327 вакансий. Основной экзамен состоится 25 июня 2023 года. Кандидаты подали заявки с 14 сентября 2022 года по 4 октября 2022 года. Кандидаты должны соответствовать критериям приемлемости USPC IES, чтобы принять участие в наборе. Кандидаты должны попытаться пройти пробные тесты UPSC IES, чтобы повысить свою эффективность. Документы UPSC IES за предыдущий год можно скачать здесь.

Что такое феррит, цементит, перлит, мартенсит, аустенит

8 июля 2023 г. 13 мая 2023 г.

Феррит, цементит, перлит, мартенсит и аустенит являются важными микроструктурами стали, распространенного материала, используемого в самых разных областях, от строительства до транспорта и потребительских товаров. Понимание этих микроструктур имеет решающее значение для понимания свойств и поведения стали, а также того, как ею можно манипулировать и оптимизировать для различных применений. В этом ответе я предоставлю подробное объяснение каждой из этих микроструктур, включая их состав, формирование и свойства.

Феррит:

Феррит представляет собой микроструктуру стали, состоящую из чистого железа. Это самая мягкая и пластичная из микроструктур с относительно низкой прочностью и твердостью. Феррит образуется при медленном охлаждении стали от высоких температур, обычно выше 910°C. При этих температурах сталь находится в аустенитной фазе, где она состоит из твердого раствора железа и углерода. По мере охлаждения стали атомы углерода диффундируют из аустенита и образуют отдельные частицы цементита, оставляя после себя чистое железо в виде феррита. Феррит характеризуется объемно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической структурой и обычно встречается в низкоуглеродистых сталях.

Феррит представляет собой мягкую и пластичную микроструктуру стали с низкой прочностью и твердостью. Он обычно встречается в низкоуглеродистых сталях и часто используется в приложениях, где важны формуемость и пластичность, например, в автомобильных панелях и приборах. Феррит также является магнитным, что делает его полезным в приложениях, где требуются магнитные свойства.

Цементит:

Цементит представляет собой микроструктуру стали, состоящую из карбида железа (Fe3C). Это твердый и хрупкий материал, обладающий высокой прочностью и твердостью. Цементит образуется при медленном охлаждении стали от высоких температур, обычно выше 727°C. При этих температурах сталь находится в аустенитной фазе, где она состоит из твердого раствора железа и углерода. По мере охлаждения стали атомы углерода начинают соединяться с атомами железа с образованием Fe3C, который выделяется из аустенита. Цементит характеризуется орторомбической кристаллической структурой и обычно встречается в высокоуглеродистых сталях.

Цементит представляет собой твердую и хрупкую микроструктуру стали, обладающую высокой прочностью и твердостью. Он обычно встречается в высокоуглеродистых сталях и часто используется там, где важны износостойкость и твердость, например, в режущих инструментах и ​​подшипниках. Цементит также является компонентом перлита, который является обычной микроструктурой, встречающейся в сталях со средним содержанием углерода.

Перлит:

Перлит представляет собой микроструктуру стали, состоящую из чередующихся слоев феррита и цементита. Это относительно мягкий и пластичный материал с умеренной прочностью и твердостью. Перлит образуется при медленном охлаждении стали от высоких температур, обычно от 727°C до 9°C.10°С. При этих температурах сталь находится в аустенитной фазе, где она состоит из твердого раствора железа и углерода. По мере охлаждения стали атомы углерода диффундируют из аустенита и образуют отдельные частицы цементита, которые затем объединяются с оставшимся ферритом, образуя чередующиеся слои феррита и цементита. Полученная микроструктура характеризуется пластинчатой ​​структурой, при этом каждый слой обычно имеет толщину всего несколько микрон. Перлит обычно встречается в среднеуглеродистых сталях.

Перлит представляет собой пластинчатую микроструктуру стали, состоящую из чередующихся слоев феррита и цементита. Это относительно мягкий и пластичный материал с умеренной прочностью и твердостью. Перлит обычно встречается в среднеуглеродистых сталях и часто используется в тех случаях, когда требуется баланс прочности, пластичности и износостойкости, например, в конструкционных компонентах и ​​деталях машин.

Мартенсит:

Мартенсит представляет собой микроструктуру стали, состоящую из пересыщенного твердого раствора углерода в железе. Это очень твердый и хрупкий материал, обладающий высокой прочностью и твердостью. Мартенсит образуется при быстром охлаждении стали от высоких температур, обычно выше 200°C в секунду. Это быстрое охлаждение, известное как закалка, не позволяет атомам углерода диффундировать из аустенита и образовывать отдельные частицы цементита. Вместо этого атомы углерода остаются в железе в твердом растворе, создавая сильно напряженную и нестабильную микроструктуру. Мартенсит характеризуется объемно-центрированной тетрагональной (ОЦТ) кристаллической структурой и обычно встречается в высокоуглеродистых сталях.

Мартенсит представляет собой очень твердую и хрупкую микроструктуру стали, обладающую высокой прочностью и твердостью. Он обычно встречается в высокоуглеродистых сталях и часто используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность и твердость, например, в инструментальных сталях и пружинах. Мартенсит также является ключевым компонентом термообработанных сталей, где он образуется путем закалки при высоких температурах для создания закаленного поверхностного слоя.

Аустенит:

Аустенит представляет собой микроструктуру стали, состоящую из твердого раствора железа и углерода. Это относительно мягкий и пластичный материал с низкой прочностью и твердостью. Аустенит образуется при нагревании стали до высоких температур, обычно выше 9°С.10°С. При этих температурах сталь находится в аустенитной фазе, где она состоит из однородной смеси железа и углерода. Аустенит имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру, которая позволяет атомам углерода свободно диффундировать по всему материалу. Это делает аустенит очень пластичным и ковким, и его часто используют в качестве отправной точки для создания других микроструктур путем контролируемого охлаждения или нагревания.

Аустенит представляет собой однородную микроструктуру стали, относительно мягкую и пластичную, с низкой прочностью и твердостью. Он обычно используется в качестве отправной точки для создания других микроструктур путем контролируемого охлаждения или нагревания. Аустенит часто встречается в низкоуглеродистых и нержавеющих сталях, где он обеспечивает хорошую формуемость и коррозионную стойкость.

Стоит отметить, что свойствами стали можно управлять, контролируя микроструктуру материала. Например, высокопрочные стали обычно имеют мартенситную микроструктуру, тогда как стали с высокой пластичностью обычно имеют ферритную или перлитную микроструктуру. Это достигается за счет тщательного контроля скорости охлаждения в процессе производства, а также за счет добавления легирующих элементов, таких как марганец, никель и хром, которые могут изменить поведение стали при превращении.