Реферат: Черные металлы в конструкциях РЭС

МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТРАДИОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОНИКИ ИАВТОМАТИКИИндивидуальноезадание по материаловедению

На тему

Черные металлы в конструкциях РЭС

Студента2-го курса

Факультета РТС

Группы РК-1-01

ЯкушевНиколай.

Преподователь:

АхмадьяроваД.И.

1. Понятие черных металлов.

В понятие черных металлов входят всеметаллические материалы содержащие железо: стали, чугуны и др.

Черным металлам характерны такие свойства как тепло-и электропроводность, кристаллическая структура, магнитные свойства(производятся специальные трансформаторные стали, ферриты и др.)

3. <img src="/cache/referats/12512/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1030">
ДиаграммаЖелезо-Графит.

Образование стабильной фазыграфита в чугуне может происходить в результате непосредственного выделения егоиз жидкого раствора или вследствие распада предварительно образовавшегосяцементита.

Процесс образования в чугуне(стали) графита называют графитизацией.

Диаграмма состояниястабильного равновесия показана на рис.87 (штриховые линии соответствуютвыделению графита, а сплошные – выделению цементита).

В стабильной системе притемпературах, соответствующих линии C'D', кристаллизуется первичныйграфит. При температуре 1153 град С (линия E'C'F') образуется графитнаяэвтектика: аустенит + графит.

По линии E'S'выделяется вторичный графит, а при температуре 738 град С (линия P'S'K')образуется эвтектоид, состоящий из феррита и графита.

Вероятность образования вжидкой фазе метастабильного цементита, содержащего 6,67% С, значительно больше,чем графита, состоящего только из атомов углерода. Графит образуется при оченьмалой скорости охлаждения, когда степень переохлаждения жидкой фазы невелика.

Ускоренное охлаждениечастично или полностью останавливает кристаллизацию графита и способствуетобразованию цементита. При охлаждении жидкого чугуна ниже 1147 град Собразуется цементит.

В жидком чугуне присутствуютразличные включения (графит, SiO2 ,Al2O3 и др.). Эти частицы облегчают образование ирост графитных зародышей. При наличии готовых зародышей процесс образованияграфита может протекать и при температурах, лежащих ниже 1147 град С. Этому жеспособствует легирование чугуна Si, который вызывает процессграфитизации.

При последующем медленномохлаждении возможно выделение графита из аустенита и образование эвтектоидногографита в интервале 738-727 град С.

4. Виды термообработки.

Упрочнению термическойобработкой подвергаются до 8-10% общей выплавки стали в стране. Вмашиностроении объем термического передела составляет до 40% стали,потребляемой этой отраслью.

Основными видамитермической обработки являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг первого рода в зависимости от исходного состояния стали итемпературы его выполнения может включать процессы гомогенизации,рекристаллизации, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. Характерная особенность этого вида отжига втом, что указанные процессы происходят независимо от того, протекают ли всплавах при этой обработке фазовые превращения или нет. Поэтому отжигпервого рода можно проводить при температурах выше и ниже температур фазовыхпревращений (критических точек А1 и А2 на рис. 87)

Высокий отпуск. После горячеймеханической обработки сталь чаще имеет мелкое зерно и удовлетворительнуюмикроструктуру, поэтому не требуется фазовой перекристаллизации (отжига). Но вследствии ускоренного охлаждения после прокатки или другой горячей обработкилегированные стали имеют неравновесную структуру – сорбит, троостит, буйнит илимартенсит – и, как следствие этого высокую твердость. Для снижения твердостисортовой прокат подвергают высокому отпуску при 650 – 700 гр С (несколько нижеточки А1) в течение 3 – 15 часов и последующему охлаждению. Принагреве до указанных температур происходит распад мартенсита и/или бейнита,коагуляция и сфероидизация карбидов в итоге

снижаетсятвердость. Углеродистые стали подвергают высокому отпуску в тех случаях, когдаони предназначаются для обработки резанием, холодной высадке или волочения.

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяютдля отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которыхв процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерногоохлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли остаточныенапряжения.

Отжиг второго рода заключается в нагреве стали до температур вышеточек Ас1 или Ас3, выдержке и, как правило, последующеммедленном охлаждении. В процессе нагрева и охлаждения протекают фазовыепревращения, определяющие структуру и свойства стали. После отжига сталь имеетнизкую твердость и прочность при высокой пластичности. В большинстве случаевотжиг является подготовительной термической обработкой; отжигу подвергаютотливки, поковки, сортовой и фасонный прокат, трубы, горячекатаные листы и т.д.

5. Кодирование черных металлов.

Углеродистыеконструкционные стали.

Стали обыкновенногокачества (ГОСТ 380 – 88). Углеродистую сталь обыкновенного качестваизготовляют следующих марок:

Марка Ст0 Ст1 Ст2 Ст3 Ст4 Ст5 Ст6

С,% 0,23 0,06- 0,09- 0,14- 0,18- 0,28- 0,28

0,12 0,15 0,22 0,27 0,37 0,49

Mn,% ---- 0,25- 0,25 0,3- 0,4- 0,5- 0,5

0,5 0,5 0,65 0,7 0,8 0,8

Буквы <<Ст>> в марке стали обозначают <<сталь>>,цифры – условный номер марки (с увеличением номера возрастает содержаниеуглерода), кроме того, ГОСТ предусматривает стали с повышенным содержаниеммарганца (0,8-1,1%) – Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс.

В зависимости от условий и степени раскисленияразличают стали:

Стали обыкновенногокачества, особенно кипящие, наиболее дешовые. В процессе выплавки они наименееочищаются от вредных примесей. Массовая доля серы должна быть не более 0,05%,фосфора не более 0,04%, а азота не более 0,08%.

С повышением условногономера марки стали возрастает предел прочности и текучести и снижаетсяпластичность.

Качественные углеродистые стали. Эти стали (ГОСТ 1050-74)выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношеняи состава шихты иведения плавки и разливки. К ним предъявляют более высокие требования похимическому составу и структуре.

Качественныеуглеродистые стали маркируют цифрами 08, 10, 15, 20, …, 85, которые указываютсреднее содержание углерода в сотых долях процента.

Низкоуглеродистые стали (содержание углерода не более 0,25%) 05кп,08, 07кп, 10, 10кп обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Этистали без термической обработки применяют для малонагруженных деталей.Тонколистовую, холоднокатаную сталь используют для холодной штамповки изделий.

Среднеуглеродистые стали (0,3-0,5% С) 30,35,40,45,50,55 применяютпосле нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразныхдеталей во всех отраслях машиностроения.

Стали с высоким содержанием углерода (0,6-0,85 % С) 60, 65,70,80,85 обладают повышенной прочностью, износостойкостью и упругими свойствами;применяют их после закалки и отпуска и поверхностной закалки для деталей,работающих в условиях трения при наличии высоких статических вибрационныхнагрузок.

6. Влияние легирующихэлементов.

Влияние кремния и марганца. Содержаниекремния в углеродистой, хорошо раскисленной стали в качестве примеси обычно непревышает 0,37%, а марганца – 0,8%. Кремний, дегазируя металл, повышаетплотность слитка. Кремний, остающийся после раскисления в твердом растворе,сильно повышает предел текучести. Это снижает способность стали к вытяжке иособенно к холодной высадке. В связи с этим в сталях, предназначенных дляхолодной штамповки и холодной высадки, содержание кремния должно бытьсниженным.

Марганец заметно повышает прочность, практически неснижая пластичности и резко уменьшая красноломкость стали, т.е. хрупкость привысоких температурах, вызванную влиянием серы.

Легирование хромистой стали ванадием 0.1 – 0.2%улучшает механические свойства, такие стали менее склонны к перегреву.

Содержание малибдена в стали повышает еетермоустойчивость.

Примеси титана в стали повышает ее прочностныехарактеристики.

Примеси алюминия - влияют на магнитные свойства.

7. Применениечерных металлов в РЭС.

В РЭС технологическойпереработке подвергают металлические материалы в виде:

По химическому составу металлические материалы делят на черныеи цветные. Черные металлические материалы – это железо и его сплавы. Дляконструкционных деталей используют сплавы на основе железа. Они делятся настали (содержание С менее 2,14%) и твердые сплавы.

В РЭС не применяют чугуны так как они тяжелые и очень хрупкие.Сплавы из цветных металлов дороги, и как самые дешевые и распространенныеприменяют сплавы на основе железа.