На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Карбонитридное упрочнение стали

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 03.11.2012. Сдан: 2011. Страниц: 3. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


    Как известно, что Титан и Алюминий присутствует во многих марок сталей в качестве легирующего элемента с большим содержанием их в стали и сплавах. В настоящее время исследуемые технологии и разработки направлены на экономию и производство сталей с минимальными расходами.
    Алюминий  как легирующий элемент в сталях уменьшает величину зерна при  содержании до 0,1 %,значительно уменьшает  склонность к перегреву, Заметно  повышает температуру отжига стали, повышает твердость и прочность, повышает пластичность при низких содержаниях, увеличивает сопротивление окислению при высоких температурах.
    Присутствие титана в сталях сильно уменьшает  величину зерна и склонность к  перегреву, сильно увеличивает при  малых содержаниях прокаливаемость, но уменьшает его при больших содержаниях, несколько повышает твердость, прочность и пластичность, Слабо повышает сопротивление окислению при высоких температурах,
    Применение  алюминия и титана в комбинации с  различными неметаллическими элементами для легирования сталей существенно  влияет на эксплуатационные характеристики производимых сталей.
    Ведутся исследования влияния нитридов алюминия и титана на свойство низколегированных  сталей. Задачей данных исследований является получение сталей с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами путем легирования и модифицирования их титаном и алюминием. Возможность решения такой задачи дает один из распространенных способов микролегирования или легирование стали с низкими концентрациями титана, алюминия и азота образующие упрочняющие нитриды и карбонитриды.
    Актуальность  данным исследованиям придает возможность  получения низколегированных сталей с высокими механическими и эксплуатационными  свойствами при относительно минимальных  затратах.
    Проводимые  исследования представляются посредством  образования карбонитридов титана и нитридов алюминия в низколегированных сталях. Фазовые превращения в системах металл – азот, а также влияние концентрации, температуры и фазовых превращений на свойства низколегированных сталей. Кроме того роль нитридов и карбонитридов при росте зерна стали. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Упрочнение низколегированных  сталей азотом, титаном  и алюминием 

    2.1 Азот в низколегированных  сталях 

    Применяемые в настоящее время малоуглеродистые низколегированные стали феррито-перлитного класса имеют гарантируемый предел текучести в горяче катаном состоянии не выше 380 Мн/м2 (38 кГ/мм2). Использование в строительных конструкциях сталей с пределом текучести 400—700 Мн/м2 (40—70 кГ/мм2) позволит снизить расход металла по сравнению со сталью марки Ст. 3 при изготовлении металлических конструкций на 25—40%, а также уменьшить их стоимость на 10—20% [75].
    В последние годы показана возможность  существенного повышения характеристик  прочности низколегированных сталей путем комплексного легирования  их азотом в сочетании с сильными нитридообразующими элементами. Такие стали обладают удовлетворительной технологичностью при выплавке и горячей обработке давлением, хорошо свариваются. По данным ряда работ [75], для низколегированных сталей с нитридным упрочнением характерен низкий температурный порог хладноломкости, что делает их особенно перспективными для применения в не только строительных металлоконструкциях, работающих в суровых климатических условиях.
    Исследования  взаимодействия азота с железом  и сталью имеют уже почти вековую историю [76] и тем не менее научный и практический интерес к этому вопросу не ослабевает. Только за последнее десятилетие опубликованы десятки работ, посвященных термодинамике, кинетике и механизму растворения азота в сталях в жидком и твердом состояниях в зависимости от их состава [77-78], процессам формирования первичной структуры [79-80] и фазовым преобразованиям при последующей горячей деформации и термической обработке [81-82]. Однако в подавляющем большинстве случаев эти исследования посвящены высоколегированным системам, преимущественно высокохромистым сталям и сплавам, растворимость азота в которых составляет десятые доли процента, а при определенных условиях достигают ? 1% [83-84].
    Основанием  для правильных представлений о  процессах азотирования служит диаграмма состояния системы Fe—N, приведенная на рис. 2.1.
    В системе Fe — N возможно образование следующих фаз (на диаграмме однофазные области заштрихованы)
    ?—азотистый феррит, содержащий в растворе 0,1 % N при 591 °С и 0,01 % при комнатной температуре;;
    ? — азотистый аустенит, существующий как равновесная фаза лишь выше эвтектоидной температуры (591 °С);
    ?' — нитрид Fe4N фаза внедрения, имеющая решетку гранецентрированного куба;
    ? — нитрид Fe3N, тоже фаза внедрения с весьма широкой областью гомогенности, имеющая гексагональную решетку.
    Со  многими легирующими элементами азот также образует химические соединения - нитриды (CrN, Cr8N, MnN, TIN и т. д.). 

      

    Рис. 2.1 – Диаграмма  состояния Fe – N 

    В азотированном слое присутствуют различные азотистые фазы в соответствии с диаграммой Fe—N и температурой процесса.
    При температуре азотирования ниже эвтектоидной (591 °С) азотированный слой состоит из трех фаз: ?, ?' и ?.
    Изотермическое  сечение диаграммы Fe—N при температуре выше эвтектоидной (600—650 °С) показывает, что азотирование при этих температурах возможно образование четырех фаз: ?, ?', - ? и ?.
    При медленном охлаждении с этих температур ?-фаза (азотистый аустенит) распадается при 591 °С на эвтектоид ? + ?' (темный слой, рис. 265), так называемый браунит (Mn2O3·nSiO3); при быстром охлаждении образуется мартенсит (азотистый мартенсит).
    До  последнего времени азот как легирующий элемент использовали в основном при производстве высоколегированных хромистых, хромоникелевых, хромоникельмарганцовистых и быстрорежущих сталей. Присутствие азота в малоуглеродистых и низколегированных сталях считается крайне вредным главным образом из-за того, что он способствует снижению пластичности и ударной вязкости и повышает чувствительность стали к старению.
    Упрочняющее и охрупчивающее влияние азота в малоуглеродистых сталях хорошо  известно. По  данным [84] ряда исследователей, даже небольшое повышение содержания азота в стали приводит к существенному увеличению предела прочности и предела текучести.
    Однако  упрочнение феррита азотом не может достигать больших значений из-за ограниченной растворимости азота в феррите. При растворении в феррите 0,01% (C + N-) предел текучести малоуглеродистой стали возрастает на 44,0 Мн/м2 (4,4 кГ/мм2). Недостатком этого вывода  является то, что влияние азота на прочность феррита приравнивается к влиянию углерода.
    Сталь с содержанием 0,15% С и 0,05% N обладает более высокими прочностными свойствами, чем безазотная сталь с 0,20—0,25% С. Последнее свидетельствует о том, что растворенный в феррите азот повышает прочность сильнее, чем такое же количество растворенного в феррите углерода. Аналогичные результат получены в работе [84], в которой показано, что существует линейная зависимость между изменением характеристик прочности феррита и суммой (103 % С+104 % N) растворенных в феррите, т. е. подразумевается, что влияние азота примерно в 10 раз сильнее, чем углерода. Причины более сильного упрочняющего действия растворенного в феррите азота еще недостаточно объяснены. Предполагается [84], что азот оказывает более сильное блокирующее влияние на дислокации, чем углерод.
    Упрочняющее действие растворенного в феррите  азота возрастает при увеличении скорости охлаждения на аустенитной  области. Так, в случае повышения  содержания азота в феррите малоуглеродистой марганцовистой стали от 0,002 до 0,025% при медленном охлаждении предел текучести возрастал всего на 20,0 Мн-м2 (2 кГ/мм2). При ускоренном охлаждении после растворяющего отжига образцов, содержащих 0,025% N, происходило превращение по мартенситному или промежуточному типу, что приводило к очень сильному повышению предела прочности и предела текучести. Однако повышение характеристик прочности имеет только теоретическое значение, как в этом случае происходит резкое повышение чувствительности к старению и хрупкому излому, что недопустимо для высокопрочных строительных сталей. Таким разом, несмотря на возможность повышения прочности стали за счет растворенного в феррите азота, последний является в обычных строительных сталях вредным элементом из-за своего охрупчивающего действия.
    Вредное влияние остаточного азота на свойства низколегированных сталей [84] вызвано уменьшением его растворимости в феррите при понижении температуры. В связи с этим возможно образование пересыщенного азотом феррита и последующее выделение из него азотсодержащих фаз. Старение в этом случае протекает в две стадии. На первой стадии происходят миграция атомов С и N к дислокациям и образование вокруг них атмосфер Коттрелла, благодаря чему подвижность дислокаций уменьшается, - это выражается в повышении прочности и снижении пластичности. На второй стадии возможно образование азотсодержащих фаз: Fe16N2 (?'') при температурах около 100°С и Fe4N2 (?') при более высоких температурах. Установлено, что при искусственном старении малоуглеродистых сталей выделяются фазы нитридного типа, в которых азот частично замещен углеродом Fe16(N,C)2.
    При старении в результате отпуска закаленных чистых железоуглеродистых и железоазотистых сплавов действие углерода и азота практически одинаково. Старение в этом случае сопровождается характерным повышением твердости и возникновением максимума твердости за одинаковое время и при одинаковой температуре [75]. При добавке к указанным сплавам марганца склонность их к старению, вызываемая азотом, значительно снижается, в то время как повышение твердости за счет углерода не претерпевает никаких изменений.
    В случае деформационного старения чистые железоуглеродистые и железоазотистые сплавы имеют некоторые различия. Максимум твердости при выделен нитридов достигается при температуре 50° С за 2 ч, в то время как при выделении карбидов максимум твердость достигается при 2-ч выдержке при 200° С [75].
    Разделение  максимумов твердости при деформационном старении за счет выделения нитридов и карбидов связано с различной растворимостью азота и углерода при комнатной температуре. Около 2·10-5% N, растворенного в феррите при комнатной температуре, уже достаточно, чтобы существенно задерживать движение дислокаций, образовавшихся при холодной деформации. Примерно такое же количество рода находится в растворенном состоянии до 150° С этому углерод  может вызвать механическое стар только при отпуске выше этой температуры.
    Учитывая  вышеизложенное и относительно высокую  скорость диффузии, есть основание  увязать деформационное старение стали  главным образом с присутствием азота [75].
    После старения железных сплавов наряду с повышением твердости растут пределы прочности и текучести [84].
    Основным  следствием наличия азота и вызываемого  им старения низколегированных сталей является снижение ударной вязкости и повышение температурного порога хладноломкости. Температурный порог хладноломкости с повышением содержания азота растет особенно сильно в сталях, содержащих очень мало углерода (до 0,008%).
    Особенно  сильно отрицательное влияние азота  на температурный порог хладноломкости проявляется после деформации и последующего старения. Так, для сплава железа с 025% С, 0,009% А1 и 0,0095% N после нормализации с 900° С критическая температура хрупкости составляла - 30° С, последующий наклеп сжатием на 10 % повышал эту температуру до +30° С, а такой же наклеп с 30-мин старением при 250° С повышал критическую температуру хрупкости до +70° С. Не останавливаясь подробно на изменении других физико-механических свойств стали при старении, отметим только, что этот процесс сопровождается измененном магнитных свойств: уменьшаются остаточный магнетизм магнитная проницаемость, возрастают коэрцитивная сила (размагничивающее внешнее магнитное поле), потери на гистерезис (свойство систем которые не сразу следуют приложенным силам) и электросопротивление [75].
    Основной  путь уменьшения отрицательного влияния азота на свойства малоуглеродистых и низколегированных сталей заключается в легировании их небольшими количествами сильных нитридообразующих элементов, среди которых наибольшее практическое применение нашли алюминий и титан [75]. При введении таких элементов в сталь азот оказывается связанным в труднорастворимые нитриды и его отрицательное влияние на свойства стали устраняется или в значительно ни ослабляется. Более того, наличие в стали высокодисперсных нитридов или карбонитридов приводит к целому ряду весьма важных последствий: измельчение зерна, уменьшению чувствительности к перегреву, повышению ударной вязкости и снижению температурного порога хладноломкости и, что особенно важно, к повышению характеристик прочности.
    В связи с этим в последние годы широко проводят исследования по выяснению возможности создания сталей повышенной прочности путем комплексного легирования их азотом и нитридообразующими элементами.
    Было  изучено влияние содержания азота на механические свойства нормализованной малоуглеродистой марганцевованадиевой стали. С увеличением содержания азота в стали предел прочности и предел текучести возрастают. Повышение содержания азота в изученных пределах влияет на предел прочности примерно в два раза сильнее, чем на предел текучести. Так, увеличение концентрации азота от 0,007 – 0,045% привело к повышению предела текучести на 180Мн/м
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.