Курсовая работа: Діаграми стану сплавів та їх зв’язок із властивостями матеріалів
F0 - поперечний переріз робочої частини зразка до випробування.
Умовне напруження, яке відповідає найбільшому навантаженню, що передує руйнуванню зразка, називається межею міцності і визначається за формулою:
Gв = Pв / F0,
де Pв - навантаження, що передує розриву зразка.
По відносному видовженні і звуженні оцінюють пластичність металів. Відносне видовження і звуження вимірюють у відсотках (%).
Відносне видовження визначають за формулою:
G = l1 – l0 / l0 · 100(%),
де l1 - довжина зразка після розриву; l0 - довжина зразка до розриву.
Відносне звуження визначають за формулою:
Х=F0 – F1 / F0 ·100(%),
де F0 - початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка; F1 - площа поперечного перерізу після розриву.
Твердість визначають за такими методами: методом Брінелля, методом Роквелла, методом Віккерса.
Метод Брінелля заснований на вдавлюванні твердої кульки у досліджуваний метал. Твердість по Брінеллю розраховується за формулою:
НВ = Р/F
де P - навантаження на кульку; F - величина поверхні відбитка.
Принцип вимірювання твердості по Роквеллу заснований на вдавлюванні у досліджуваний метал стальної кульки Ø = 1,58 мм або конуса з кутом 1200 .
Метод Віккерса дає можливість вимірювати твердість як м¢яких так і дуже твердих металів і сплавів. Він придатний для визначення твердості тонких поверхневих шарів. За цим методом у зразок вдавлюють чотиригранну алмазну піраміду з кутом при вершині 1360.
Крім цього, для визначення механічних властивостей металів використовують такі випробування:
- випробування на ударний згин;
- випробування на втомленість.
Випробування технологічних властивостей найбільш прості. Вони визначають можливість проводити ті чи інші технологічні операції з даним металом або застосовувати його у тих чи інших умовах. З них найбільш поширеними є випробування: на вдавлювання, на перегин, на іскру, зварюваність, ковкість, рідинотекучість та ін.
Для дослідження мікро- і макроструктури, а також визначення вад внутрішньої будови металів, використовують такі методи: макроаналіз, мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, магнітна дефектоскопія, застосування радіоактивних ізотопів тощо.
2.2 Діаграма стану “залізо-цементит”
Щоб добре розумітися на мікроструктурах залізовуглецевих сплавів, потрібно ретельно вивчити діаграму “залізо-цементит”.
Діаграма стану Fe–F3 С (залізо - цементит) репрезентована на рис. 2.2. На вісі абсцис на діаграмі наведений вміст вуглецю і цементиту. Кількість цементиту в сплаві дорівнює 15-кратному вмісту вуглецю.
На діаграмі є вісім однофазних ділянок: на лівій вісі ординат відрізок AN відповідає a(d)-залізу, відрізок NG -g-залізу, відрізок нижче точки G -a-залізу.
Рис. 2.2. Діаграма стану “залізо-цементит”
Оскільки кожна з цих модифікацій заліза взаємодіє з вуглецем, то діаграму стану можна розглядати як триповерхову, що складається з частин І, ІІ, ІІІ (рис. 2). Всі модифікації заліза утворюють з вуглецем тверді розчини проникнення. В області AHN твердий розчин вуглецю в a-залізі - ферит (Ф) (іноді позначають d-твердий розчин). В області AJESG твердий розчин вуглецю в g-залізі - аустеніт (А). В області GSO твердий розчин вуглецю - в низькотемпературній модифікації a-заліза (Ф).