Термическая обработка является основным и самым распространенным способом создания заданной структуры для обеспечения механических и других свойств в сталях и сплавах различного назначения. На металлургических и машиностроительных предприятиях термическую обработку применяют как промежуточную операцию для улучшения комплекса технологических свойств и как окончательную технологическую операцию для придания изделиям необходимых свойств с целью обеспечения их эксплуатационных характеристик.
Related Papers
Download Free PDF View PDF
A sealed-off strontium-vapor laser for medical applications is examined. This is an integrated system that accommodates an excitation circuit, a laser cavity, and an active element. The active medium is excited by means of a modified Blumlein circuit. An unstable resonator of the telescopic type allows a near-diffraction-limited laser beam to be generated. Lasing is obtained in atomic strontium lines at λ=2.06, 2.2, 2.69, 2.92, 3.011, and 6.45 μm and in ionic strontium lines at λ=1.033 and 1.091 μm. We have studied experimentally the behavior of spectral distribution of the output power at varying power delivered to the discharge. It is found that 95% of laser radiation is concentrated in the line at λ=6.456 μm, which corresponds to a lasing power of ~ 2.5 W. Moreover, the time characteristics of lasing pulses are investigated. The radial inhomogeneity of the laser beam is examined. We have conducted lifetime testing of Sr-vapor active elements. The average output power exhibits a modest decrease (5%) within 300 h of a continuous operation. Notably, the pumping characteristics remain unchanged.
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Целью работы является создание количественных моделей для расчета КДУ в аустените и феррите и их приложение к моделированию фазовых превращений и науглероживания сталей. Для достижения указанной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи: 1. Разработаны количественные модели для расчета КДУ в аустените и феррите с учетом влияния концентрации углерода и таких практически важных ЛЭЗ как Mn; Si; Cr; Mo; W; Ni; Co. 2. Разработана математическая модель для описания кинетики аустенитного превращения в сталях, базирующуяся на предложенном методе расчета КДУ в легированном аустените, с использованием которой проанализированы эффекты ЛЭЗ на кинетику этого превращения. 3. С помощью математической модели распада аустенита с образованием феррита и перлита, проанализированы эффекты ЛЭЗ на кинетику распада, обусловленные их влиянием на диффузионную подвижность углерода в аустените. 4. Разработана компьютерная программа, позволяющая проводить расчеты КДУ в аустените в зависимости от температуры и его химического состава, а также определять значения параметров универсальной формулы для вычисления этого коэффициента по заданному составу стали. 5. Создан программный модуль, использование которого в совокупности с программным пакетом SimCarb позволяет проводить расчеты профилей науглероживания современных сталей, формирующихся при их газовой цементации.
Download Free PDF View PDF
Целью работы является создание математических моделей для количественного описания распада аустенита горячекатаных низколегированных сталей с образованием совокупности практически важных микроструктурных составляющих и конечных механических свойств с учетом влияния легирования. В первой главе диссертации проведен анализ интегральных моделей горячей прокатки HSMM и VAI-Q-Strip, их возможностей и ограничений при прогнозировании микроструктуры и механических свойств сталей. Представлен аналитический обзор работ, посвящённых созданию математических моделей распада аустенита разного типа и моделей для количественной оценки механических свойств сталей. На основании сделанных выводов, поставлены задачи исследования. Во второй главе изложены результаты модификации компьютерной модели HSMM, позволяющей обоснованно распространить ее применение на cтали с химическим составом, отличающимся от состава сталей базовых марок. Третья глава посвящена изложению результатов исследования кинетики распада аустенита в зависимости от скорости охлаждения и предварительной пластической деформации, а также полученных микроструктур и их механических свойств для 15 сталей с широким диапазоном изменения химического состава. В четвёртой главе изложена физически обоснованная модель распада аустенита низколегированных сталей с образованием набора практически важных микроструктурных составляющих – феррита, перлита, бейнита и мартенсита. В пятой главе описаны разработанные математические модели для количественной оценки механических свойств стали на основании параметров ее микроструктуры.
Диаграммы растяжения в истинных координатах строятся для более строгого анализа свойств и деформационного упрочнения при растяжении. Они строятся в координатах истинные напряжения – истинные деформации. Истинные напряжения получают, учитывая изменение сечения при деформации и относя нагрузку не к исходному сечению, а к сечению в каждый данный момент деформации. Следовательно, чем пластичнее материал, тем в большей степени истинные напряжения отличаются от условных.
Построение диаграммы растяжения в истинных координатах требует многократного измерения диаметра образца в процессе испытания. Одновременно с измерением диаметра образца диаграмма растяжения получает отметку, по числу которых она разделяется на ряд участков – этапов испытания. На каждом этапе вычисляется площадь поперечного сечения Fi и определяется нагрузка Pi. Истинное напряжение Si рассчитывается по формуле:
. (14)
Величина истинных деформаций определяется как истинное относительное удлинение ei
, (15)
если измерялась длина расчетной части образца в процессе испытания, либо как истинное относительное сужение ji
. (16)
Возможный вид диаграммы растяжения в истинных координатах показан на рис. 5. На стадии упругой деформации диаграмму часто изображают совпадающей с осью ординат, на которой откладывается предел текучести, практически одинаковый в условных и истинных значениях напряжений ввиду незначительности изменения размеров образца при этих напряжениях.
Построение диаграмм растяжения в истинных координатах позволяет рассчитывать истинное сопротивление разрыву Sк – характеристику прочности, определяемую как отношение нагрузки в момент разрушения к площади поперечного сечения образца в месте разрыва:
, (17)
а также пластические свойства –
истинное относительное удлинение (18)
истинное относительное сужение . (19)
Рис. 5. Диаграмма растяжения в истинных координатах.
Весьма существенно, что на основании диаграммы можно оценить способность материала к деформационному упрочнению, называемую коэффициентом (или модулем) деформационного упрочнения. Коэффициент деформационного упрочнения К = tg a. он может быть различным на разных стадиях растяжения (рис. 5). Средний для всего процесса коэффициент упрочнения может быть определен:
. (20)
Итак, необходимо отчетливо представлять физический смысл рассчитываемых механических характеристик. Если пластические свойства характеризуют способность материала к равномерной или сосредоточенной деформации, а прочностные свойства sпц, sу, sт являются показателями сопротивления материала малым пластическим деформациям, то трактовка таких свойств, как sв и Sк значительно шире. Так, величина sв имеет строгий физический смысл лишь при почти полном отсутствии пластической деформации, когда диаграмма растяжения имеет вид, подобный показанному на рис. 2, а. В этом случае имеет место хрупкое разрушение, sв » Sк и являются характеристиками сопротивления разрушению в условиях растяжения, т.е. хрупкой прочностью.
Для более пластичных материалов (рис. 2, б, в) sв – не более чем условное напряжение в момент разрушения или условное напряжение, соответствующее максимальной нагрузке. В том и другом случае величину sв можно считать условной характеристикой сопротивления значительной, но равномерной деформации растяжением. Величина Sк для материалов, проявляющих пластичность, достаточно строго характеризует предельную прочность материала лишь в случае рис. 2, б, поскольку образец равномерно деформируется в условиях не изменяющегося напряженного состояния вплоть до разрыва.
В случае рис. 2, в, т.е. при образовании шейки, схема одноосного растяжения меняется на сложное напряженное состояние, и расчет по формуле (17) означает, что Sк > sв и характеризует лишь некое среднее продольное напряжение в момент разрушения, т.е. сопротивление значительным пластическим деформациям.
Вышесказанное означает, что при сопоставлении прочностных свойств sв и Sк различных материалов следует учитывать конкретный смысл этих характеристик для каждого материала, проявляющийся в том или ином виде его диаграммы растяжения.
Ее построение является промежуточным этапом в процессе определения механических характеристик материалов (в основном стали и других металлов).
Диаграмму растяжения материалов получают экспериментально, при испытаниях образцов на растяжение.
Для этого стальные образцы стандартных размеров закрепляют в специальных испытательных машинах (например УММ-20 или МИ-40КУ) и растягивают до полного разрушения (разрыва). При этом специальные приборы фиксируют зависимость абсолютного удлинения образца от прикладываемой к нему продольной растягивающей нагрузки и самописец вычерчивает кривую характерную для данного материала.
На рис. 1 показана диаграмма растяжения малоуглеродистой стали. Она построена в системе координат F-Δl , где:
F — продольная растягивающая сила, [Н];
Δl — абсолютное удлинение рабочей части образца, [мм]
Как видно из рисунка, диаграмма имеет четыре характерных участка:
I — участок пропорциональности;
II — участок текучести;
III — участок самоупрочнения;
IV — участок разрушения.
Построение диаграммы
Рассмотрим подробнее процесс построения диаграммы.
В самом начале испытания на растяжение, растягивающая сила F , а следовательно, и деформация Δl стержня равны нулю, поэтому диаграмма начинается из точки пересечения соответствующих осей (точка О ).
На участке I до точки A диаграмма вычерчивается в виде прямой линии. Это говорит о том, что на данном отрезке диаграммы, деформации стержня Δl растут пропорционально увеличивающейся нагрузке F.
После прохождения точки А диаграмма резко меняет свое направление и на участке II начинающемся в точке B линия какое-то время идет практически параллельно оси Δl , то есть деформации стержня увеличиваются при практически одном и том же значении нагрузки.
В этот момент в металле образца начинают происходить необратимые изменения. Перестраивается кристаллическая решетка металла. При этом наблюдается эффект его самоупрочнения.
После повышения прочности материала образца, диаграмма снова «идет вверх» (участок III ) и в точке D растягивающее усилие достигает максимального значения. В этот момент в рабочей части испытуемого образца появляется локальное утоньшение (рис. 2), так называемая «шейка», вызванное нарушениями структуры материала (образованием пустот, микротрещин и т.д.).
Рис. 2 Стальной образец с «шейкой»
Вследствие утоньшения, и следовательно, уменьшения площади поперечного сечения образца, растягиваещее усилие необходимое для его растяжения уменьшается, и кривая диаграммы «идет вниз».
В точке E происходит разрыв образца. Разрывается образец конечно же в сечении, где была образована «шейка»
Работа затраченная на разрыв образца W равна площади фигуры образованной диаграммой. Ее приближенно можно вычислить по формуле:
По диаграмме также можно определить величину упругих и остаточных деформаций в любой момент процесса испытания.
Для получения непосредственно механических характеристик металла образца диаграмму растяжения необходимо преобразовать в диаграмму напряжений.
По диаграмме деформирования (в координатах нагрузка F – абсолютное удлинение образца Δ l) определяются следующие механические характеристики материала:
а) характеристики прочности:
· предел пропорциональности – максимальное напряжение до которого материал подчиняется закону Гука:
· предел упругости (условный) – это напряжение, при котором в материале возникают остаточные деформации не более e = 0, 05%:
· предел текучести (физический) – это напряжение, при котором происходит рост пластической деформации без заметного увеличения нагрузки
.
У высокоуглеродистых сталей, цветных металлов, пластмасс и ряда других материалов диаграмма растяжения не имеет площадки текучести. В этом случае, например, для высокоуглеродистой стали определяют условный предел текучести при нагрузке , соответствующей остаточному удлинению образца :
· предел прочности (временное сопротивление) – это отношение максимальной силы, которую может выдержать образец, к его начальной площади
.
б) характеристики пластичности:
· относительное остаточное удлинение после разрыва
· относительное остаточное сужение после разрыва
Удельная работа – характеризует способность материала поглощать энергию при разрыве, вязкость материала и сопротивляемость его воздействию динамических нагрузок:
где — работа, затраченная на разрыв образца и равная площади диаграммы , вычисляется с учетом масштабов нагрузки и удлинения по приближенной формуле:
V0=A0 l0 — объём расчетной части образца до испытания.
Из всех выше перечисленных характеристик в инженерной практике используются основные характеристики: т.к. их определение не вызывает технических затруднений.
Вопросы для самоконтроля
1. Какова цель лабораторной работы?
2. Для чего нужна диаграмма растяжения материала, и в каких координатах она строится?
3. Опишите конструкцию испытательной машины?
4. Что характеризует диаграмма растяжения, построенная в координатах : свойства образца данных размеров или свойства материала?
5. Какие зоны имеет диаграмма растяжения?
6. Для какого участка диаграммы справедлив закон Гука?
7. Что понимают под пределом пропорциональности, пределом упругости, пределом текучести и пределом прочности?
8. Для каких материалов определяют условный предел текучести?
9. Какие называют; как определить упругие и остаточные деформации на диаграмме растяжения?
10. Чем отличаются диаграммы растяжения при пластичном и при хрупком разрушении материалов?
11. Что называют наклёпом; как изменяются механические свойства материала после наклёпа?
12. Примеры использования эффекта наклёпа в технике?
13. Когда появляется шейка на образце?
Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса.
Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар.
Расчетные и графические задания Равновесный объем — это объем, определяемый равенством спроса и предложения.
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности.
Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе.
Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления.
Виды и жанры театрализованных представлений Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно.
Что происходит при встрече с близнецовым пламенем Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке.
Реостаты и резисторы силовой цепи. Реостаты и резисторы силовой цепи. Резисторы и реостаты предназначены для ограничения тока в электрических цепях. В зависимости от назначения различают пусковые.
