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재료 과학. 치트 시트: 간략하게, 가장 중요한

핸드북 / 강의 노트, 치트 시트

기사에 대한 의견

차례

1. 재료 과학의 주제; 현대 재료 분류, 재료 과학 발전의 주요 단계
2. 금속의 입자 구조. 입자 및 하위 입자 경계
3. 광학현미경; 미세구조의 정량적 특성
4. 기본 세포; 조정 번호; 동의어
5. 결정 구조의 결함 분류. 포인트 결함, 온도에 대한 농도 의존성. 가장자리 및 나사 전위
6. 금속의 확산
7. 첫 번째 및 두 번째 종류의 상전이
8. 금속의 용융과 용융물의 구조
9. 금속의 결정화; 결정의 핵형성, 중요한 배아; 결정의 균질 및 불균일 핵 생성; 결정 성장. 커브스 탐만
10. 잉곳 구조 및 비정질 합금
11. 금속 수정. 인장, 압축, 굽힘, 경도, 충격 강도에 대한 표준 시험
12. 고체 상태의 상 변형
13. 금속의 탄성 및 소성 변형
14. 골절 유형: 연성 및 취성 파괴의 개념
15. 전도성 물질의 전기적 특성
16. 전기적 특성을 결정하는 방법
17. 금속 및 합금의 열용량 및 열전도율
18. 팽창계. 금속 및 합금의 자기 특성. 결정 방법
19. 제품 작동에서 기계적 및 물리적 특성의 가치
20. 재료 품질의 지표로서의 속성
21. 금속 합금의 상 유형. 위상 규칙; 지렛대 규칙
22. 대체 및 도입의 견고한 솔루션; 중간 단계; 상부구조
23. 액체 및 고체 상태에서 무제한 용해도를 갖는 시스템; 공융, peritectic 및 monotectic 시스템. 구성 요소 다형성 및 공석 변형이 있는 시스템
24. XNUMX중 공융 및 고체 상태에서 구성 요소의 용해도가 거의 없는 시스템; 등온 및 다열 섹션
25. 지렛대의 법칙과 삼각형의 무게중심
26. 다양한 유형의 시스템에서 조성에 대한 기계적 및 물리적 특성의 의존성
27. 상태 다이어그램 분석을 기반으로 특정 목적을 위한 합금 선택
28. 철의 구조와 성질; 준안정적이고 안정적인 철-탄소 상 다이어그램. 탄소강의 구조 형성. 구조별 철강 내 탄소 함량 결정
29. 구조용 및 공구용 탄소강. 마킹, 적용
30. 흰색, 회색, 하프, 연성 및 가단성 주철
31. 미세구조 형성, 특성, 라벨링 및 응용
32. 구조재의 품질 향상을 위한 열처리의 역할
33. 블랭크 및 구조 재료 제품 생산 기술에서 열처리 사용
34. 제1종 소둔. 비평형 결정화
35. 균질화 어닐링, 균질화 어닐링 중 구조 및 특성의 변화. 다형성 변형으로 경화. 다형성 변형 없이 경화
36. 압력에 의한 열간 및 냉간 가공 후 가열 시 금속의 미세조직 및 기계적 성질 변화
37. 반환, XNUMX차 및 집단 재결정. 재결정화 소둔
38. 두 번째 종류의 어닐링. 강철의 어닐링 및 정규화; 어닐링 및 정규화의 모드 및 목적
39. 철강 출시. 템퍼링 중 강철의 변형, 미세 구조 및 특성의 변화
40. 강철의 화학열 처리. 목적, 유형 및 일반 패턴. 금속 및 비금속 합금의 확산 포화
41. 합금강의 분류 및 표시. 강철의 변형, 미세 구조 및 특성에 대한 합금 원소의 영향; 합금강 개발 원칙
42. 구조용 강재: 건설, 엔지니어링, 고강도. 공구강: 공구강, 베어링강, 금형강
43. 스테인리스강, 내열강, 내열강, 내한강, 전기강, 내마모강
44. 비철금속 및 그 합금의 마킹, 구조, 특성 및 응용
45. 알류미늄; 알루미늄 특성에 대한 불순물의 영향; 가공 및 주조 알루미늄 합금
46. 구리; 구리의 특성에 대한 불순물의 영향. 황동, 청동, 구리-니켈 합금
47. 마그네슘 및 그 합금
48. 티타늄 및 그 합금
49. 복합 재료의 종류. 구조, 속성, 응용
50. 화학 조성, 분말을 얻는 방법, 특성 및 제어 방법
51. 분말의 성형 및 소결, 적용 분야
52. 무기 유리. 테크니컬 세라믹스
53. 폴리머, 플라스틱

재료 과학은 환경 영향에 따른 재료의 구성, 구조, 특성 및 거동을 연구합니다. 충격은 열, 전기, 자기 등이 될 수 있습니다. 구조물 또는 구조물의 모든 구성 요소는 다른 구성 요소와 외부 환경 모두의 하중을 받습니다.

재료 분류: 금속, 비금속 및 복합 재료. 금속 재료는 비철금속, 분말 재료로 나뉩니다. 비금속 재료: 고무, 유리, 세라믹, 플라스틱, 유리-세라믹. 복합 재료는 두 가지 이상의 재료(유리 섬유)를 포함하는 복합 재료입니다.

시트, 분말, 과립, 섬유, 프로파일 등 반제품의 유형에 따라 재료 분류가 있습니다.

재료를 만드는 기술은 구조별 분류의 기초입니다.

금속 재료는 기본 구성 요소에 따라 그룹으로 나뉩니다. 철 야금 재료: 강철, 주철, 합금철, 주성분이 철인 합금. 비철 야금 재료: 알루미늄, 구리, 아연, 납, 니켈, 주석.

현대 기술의 기초는 금속과 금속 합금으로 구성됩니다. 오늘날 금속은 응용 측면에서 가장 다양한 종류의 재료입니다. 제품의 품질과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 신소재가 필요합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 복합 재료, 고분자 재료, 분말 재료가 사용됩니다.

금속은 가단성, 광택, 전기 전도성 및 열 전도성을 갖는 물질입니다. 공학에서 모든 금속 재료는 금속이라고 하며 두 그룹으로 나뉩니다.

비금속 - 다른 금속의 불순물이 소량 포함된 금속.

복합 금속 - 단순한 금속과 다른 원소가 결합된 금속.

주기율표의 모든 원소의 XNUMX분의 XNUMX은 금속입니다.

재료 과학 또는 재료 과학은 고대부터 발전해 왔습니다. 재료 과학 발전의 첫 번째 단계는 도자기의 전문 제조에서 시작됩니다. 러시아의 재료 과학 발전에 특별한 공헌은 M.V. 로모노소프(1711-1765)와 D.I. 멘델레예프(1834-1907). Lomonosov는 물리 화학 및 화학 원자론 과정을 개발하고 물질의 원자 및 분자 구조 이론을 확인했습니다. 멘델레예프는 원소 주기율표를 개발한 것으로 알려져 있습니다. 두 과학자 모두 유리 생산 문제에 상당한 주의를 기울였습니다.

XNUMX세기에 재료 과학 발전에 기여한 F.Yu. Levinson-Lessing, E.S. 페도로프, V.A. 오브루초프, A.I. 페르만, N.N. 벨룹스키. 새로운 재료가 생산되고 있습니다: 포틀랜드 시멘트, 신석고, 시멘트 콘크리트, 고분자 재료 등

기계 공학에서는 금속과 금속 합금이 널리 사용되기 때문에 금속 과학은 재료 과학의 중요한 부분입니다.

과학으로서의 금속 과학은 XNUMX세기 러시아에서 발생했으며 열처리, 주조, 압연, 스탬핑, 용접과 같은 새로운 최적의 기술 프로세스 개발을 위한 과학적 기초입니다. 다른 재료에서는 볼 수 없는 고강도 및 경도와 우수한 연성, 인성 및 기계 가공성의 조합은 모든 기술 영역에서 금속을 주요 구조 재료로 사용하는 이유였습니다.

처음으로 뛰어난 러시아 과학자 P.P. 칼날 생산에 사용되는 East damask 강철의 고대 주인이 만들고 획득하는 오랜 비밀을 밝힌 Anosov (1799-1851). Anosov의 다마스크강은 전 세계적으로 유명했으며 해외로 수출되기도 했습니다. 이 강철로 만든 블레이드는 높은 경도와 인성으로 구별됩니다. P.P. Anosov는 고품질 강철 생산의 "개시자"로 간주되며 강철의 구조를 결정하기 위해 현미경을 처음으로 사용했으며 합금의 구조와 특성 사이의 규칙적인 관계에 대한 연구를 시작했습니다.

과학 야금의 창시자 D.K. 1839년 강철의 상변태를 발견한 체르노프(1921-1868). D.K.의 발견 Chernov 임계점 및 b(현대 명칭 A1 및 A3에 따름)는 금속 합금의 특성에 대한 지식에 혁명을 일으켰고 강철의 열처리 중에 발생하는 여러 "신비한" 현상을 설명할 수 있게 했습니다.

N.S.는 금속 과학 발전에 큰 공헌을 했습니다. Kurnakov, A.A. 바이코프, N.T. 구트초프, A.A. 보흐나르, G.V. 쿠르듀모프, S.S. Shteyiberg, A.P. Gulyaev 및 다른 소련 과학자들.

금속 과학 및 열처리의 발전에서 가장 중요한 것은 Osmond(프랑스), Seitz, Bain and Meil(미국), Tammann 및 Hahnemann(독일)의 작업이었습니다.

XNUMX세기에는 재료과학의 이론과 실천, 공구용 고강도 재료의 창안, 복합재료의 개발, 반도체의 특성 발견 및 활용, 열화학적 부품 강화 방법 등의 분야에서 큰 성과를 이루었다. 열처리를 개선했습니다.

2. 금속의 결정립 구조. 입자 및 하위 입자 경계

금속은 다결정체이며 작은 결정체로 구성됩니다. 그들은 금속 특성이 특징이며 모든 화학 원소의 50%를 구성합니다. 금속 및 그 합금의 구조는 결정질입니다.

결정화 과정에서 결정은 불규칙한 모양을 얻습니다. 곡물이라고 합니다. 각 결정립은 주변 결정립의 방향과 다른 자체 결정 격자 방향을 가지고 있습니다. 금속의 입자 크기는 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 이러한 특성, 인성 및 가소성은 금속 입자가 미세할 경우 훨씬 더 높습니다.

입자 경계면을 입자 경계라고 하며 회전축이 경계와 동일한 평면에 있을 때 기울어집니다. 평면에 수직인 축으로 꼬여 있습니다. 이러한 금속 조각은 다결정입니다. 결정립계는 인접한 결정 사이의 접촉점에 의해 결정됩니다. 결정립의 구조의 크기, 구조 및 성질은 금속의 파단으로부터 판단할 수 있다.

다결정 재료에서 입자 크기는 1~1000미크론입니다. 알갱이는 방향을 잃고 다른 하나에 대해 수십도까지 회전합니다. 경계는 금속의 주요 결함입니다. 입자 사이의 경계에서 원자는 올바른 배열을 갖지 않습니다. 한 입자의 격자가 방향이 다른 다른 입자의 격자로 통과하는 몇 원자 직경의 전이 영역이 있습니다. 전이층(경계)의 구조는 경계를 통과할 때 슬립 평면이나 버거 벡터가 변경되지 않은 상태로 유지되기 때문에 전위의 축적에 기여합니다. 올바른 배열을 위반하면 입자 경계에서 표면 에너지를 낮추는 불순물의 농도가 증가한다는 사실에 기여합니다. 결정립 내부에서 올바른 결정 구조가 교란됩니다.

하위 입자의 경계가 덜 방해받습니다.

모든 금속은 연성, 높은 열 및 전기 전도성, 특정 금속 광택, 온도 증가에 따라 전기 저항 증가와 같은 공통 특성을 가지고 있습니다.

단결정은 액체 용융물에서 성장하며, 이는 단결정입니다. 단결정의 크기는 작으며 실험실에서 모든 물질의 특성을 연구하는 데 사용됩니다. 가장 일반적인 조건에서 얻어지는 금속 및 합금은 많은 수의 결정으로 구성되며 다결정 구조를 가지고 있습니다.

X선 회절 분석과 전자현미경을 이용한 금속 구조 연구를 통해 입자의 내부 결정 구조가 올바르지 않다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 실제 금속의 결정 격자에는 원자 사이의 결합을 깨고 금속의 특성에 영향을 미치는 다양한 결함(불완전성)이 있습니다. 모든 격자 결함은 격자의 원자 적층 위반입니다.

격자의 원자 배열은 중심 입방체(b- 및 c-철, b-티타늄, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐), 면이 중심에 있는 입방체(r-철, 알루미늄, 구리, 니켈, 납, c-코발트) 또는 육각형, 또는 전지 형태(마그네슘, 아연).

다결정의 입자는 모놀리식(monolithic)이 아니지만 서로에 대해 작은 각도로 회전하는 별도의 하위 입자로 구성됩니다. 서브그레인은 적은 수의 전위를 포함하거나 전혀 포함하지 않는 다면체입니다. 하위 입자의 주요 특성: 유형, 위치, 구조, 전위 밀도. 기계적 전단의 결과로 많은 전위가 형성됩니다.

금속의 하위 입자와 입자의 경계는 로우 앵글과 하이 앵글로 구분됩니다. 서브그레인 사이에 저각 경계가 관찰되며 전위 구조를 갖는다. 낮은 각도 경계는 일련의 평행 모서리 전위로 나타낼 수 있습니다. 낮은 각도 전위를 갖는 하위 입자의 형성을 다각형화라고 합니다. 고각 경계의 구조는 더 복잡합니다. 하위 경계는 전위의 특정 시스템에 의해 형성됩니다. 어떤 재료와 환경이 그것에 미치는 영향에 따라 전위의 위치가 결정됩니다. 금속이 약간 변형되면 슬립 평면은 전위가 축적되는 장소입니다. 그러나 알루미늄 및 철과 같은 금속이 심한 변형을 받으면 전위는 공간, 네트워크와 같은 복잡한 신경총의 형태로 나타납니다.

서브 그레인이 15-300 각도로 서로에 대해 잘못된 방향으로 배열 된 구조는 블록 또는 모자이크입니다.

금속의 전위 밀도는 아결정립의 방향각이 증가하고 크기가 감소함에 따라 증가합니다. 입자 경계에 위치한 원자와 결정 표면의 원자는 보상되지 않은 원자 간 상호 작용의 힘으로 인해 하위 입자 부피의 원자에 비해 더 높은 위치 에너지를 갖습니다. 전위의 존재는 금속의 강도 특성에 영향을 미칩니다. 이론적 계산에 따르면 순수 금속의 탄성 한계는 실제보다 1000배, 강철의 탄성 한계는 100배 더 높습니다.

3. 광학 현미경; 미세구조의 정량적 특성

합금의 내부 구조를 연구하기 위해 다양한 방법이 사용되며 대부분은 물리적 원리에 기반합니다.

금속 구조에 대한 연구는 과학 및 산업 실험실에서 간단하고 일반적인 방법인 광학 현미경(금속학적 방법)의 도움으로 시작됩니다. 처음으로 현미경을 사용한 금속 연구는 P.P. Anosov. 그는 다마스커스 강철 연구에 종사했습니다.

광학현미경의 방법은 크기, 모양, 결정립의 배열, 결정구조의 결함(쌍둥이, 전위)을 연구하는 데 사용되며 작동 조건에서 금속의 거동을 예측하는 데에도 사용됩니다.

모든 금속은 불투명한 물질입니다(가시광선에 대해). 결정의 모양, 크기 및 위치는 특별히 제작된 미세 섹션에서 연구됩니다. 이 경우 연구자가 관심 있는 평면에 금속 절단을 하고 결과 평면을 연마하고 연마합니다.

단면 표면의 불균일성을 제거하기 위해 거친 연삭과 미세 연삭을 모두 적용할 수 있습니다. 연마는 연마 전에 수행됩니다. 평평한 표면을 얻으려면 연마재를 변경할 때 샘플의 이동 방향을 90° 변경해야 합니다. 이전 작업의 위험이 사라질 때까지 연마를 계속해야 합니다. 연삭 결과에 따르면 표면 거칠기는 0,08 미크론 미만이어야 합니다.

연마는 샘플의 경면을 얻기 위해 수행됩니다. 연마는 기계적, 전기화학적 및 화학적 기계적일 수 있습니다.

기계적 연삭은 연마 재료로 덮인 회전 휠이있는 기계를 사용하여 수행됩니다. 연마 입자가 이 재료에 적용됩니다.

화학 기계적 연마는 연마 입자와 화학 원소를 사용하여 수행됩니다.

전기화학적 연마는 전해조에서 수행됩니다. 전류는 표면을 매끄럽게 하는 데 사용됩니다.

기계적 연마 및 연마 중에 샘플 표면의 소성 변형이 발생합니다. 재료의 경도에 따라 표면 변형 깊이는 최대 25미크론에 이를 수 있습니다.

연마 및 연마 후 처리 된 샘플을 물에 담그고 알코올에 담그고 여과지로 건조시킵니다.

구조를 드러내기 위해 양각을 만들거나 구조적 구성 요소를 다른 색상으로 칠합니다. 이는 화학적 에칭으로 이루어집니다. 에칭할 때 결정립계에 산이 작용합니다. 결함 구조가 있는 곳이 있기 때문에 에칭된 부분에 함몰부가 됩니다. 그들에게 떨어지는 빛은 흩어져 현미경의 시야에서 어둡게 보이고 곡물의 몸체는 빛입니다.

금속의 미세 구조 연구에서 미세 단면을 검사하기 위해 단면에서 반사된 광원의 빔이 대물렌즈와 접안렌즈를 통과하여 적절한 배율을 제공하는 특수 현미경이 사용됩니다.

현미경의 총 배율은 대물렌즈와 접안렌즈의 배율을 곱한 것과 같습니다.

연마 후 미세 단면의 현미경으로 미세 균열 및 비금속 개재물(주철의 흑연, 산화물)을 볼 수 있습니다. 금속의 미세 구조를 나타내기 위해 얇은 부분의 표면이 에칭됩니다. 즉, 금속 구성에 따라 조성이 달라지는 특수 시약으로 처리됩니다. 에칭 중 미세구조의 검출은 상이한 상이 다르게 에칭되고 다르게 착색된다는 사실에 기초한다. 순수한 금속의 미세 부분을 에칭한 결과 개별 입자의 모양과 크기를 나타낼 수 있습니다. 미세 분석을 통해 입자의 크기, 모양 및 방향, 개별 상 및 구조 구성 요소, 생산 및 가공 조건에 따른 금속 및 합금의 내부 구조 변화를 설정할 수 있습니다.

구조의 세부 사항을 조사하기 위해 전자 현미경이 사용되며 빠르게 날아가는 전자의 흐름을 사용하여 이미지가 형성됩니다. 구조를 연구하는 직접 및 간접 방법이 있습니다. 간접 방법은 에칭된 부분의 릴리프를 반영하는 박막 인상을 준비하는 특수 기술을 기반으로 합니다. 결과 복제본을 검사하여 구조의 세부 사항이 관찰되며 최소 크기는 2-5nm입니다. 직접 방법을 사용하면 고해상도 전자 현미경(현미경 UEMV-300, UEMV-100A, UEMV-100V)을 사용하여 투과에서 최대 100nm 두께의 얇은 금속 호일을 연구할 수 있습니다.

광학 현미경은 어떤 크기의 결정도 감지할 수 있는 장치가 아닙니다.

정량적 금속학은 특정 어려움에 직면해 있습니다. 따라서 XNUMX차원 단면을 연구하여 XNUMX차원 물체의 양적 매개변수를 결정하는 문제는 여러 가지 방법으로 해결됩니다. 비교 방법과 결정립을 가로지르는 세그먼트의 평균 길이 방법을 사용하여 금속 입자의 크기를 결정합니다.

오늘날에는 현미경, 비디오 카메라, 비디오 블래스터 및 개인용 컴퓨터의 사용을 포함하여 금속의 미세 단면을 연구하기 위한 자동화 시스템이 사용됩니다.

4. 단위 셀; 조정 번호; 동의어

결정학적 방향 및 평면, 이방성; 면간 거리 결정 격자는 원자의 정렬된 배열입니다. 결정의 단위 셀은 모든 특성을 완전히 보존하는 결정의 최소 부피입니다. 격자의 원자는 다르게 배열됩니다.

단위 셀은 XNUMX차원으로 반복되어 결정 격자를 형성합니다. 결정의 구조는 단위 셀에서 원자의 위치에 따라 결정됩니다.

배위 수 - 복합체의 중심 이온과 결합하는 중성 분자 및 이온의 총 수.

1. 네 번째 그룹의 요소는 공유 포화 및 방향성 결합을 가지고 있으며 각 원자에는 XNUMX개의 이웃이 있습니다. 가장 가까운 이웃의 수는 조정 번호입니다. 기본 격자는 중앙에 하나의 원자가 있고 정점에 XNUMX개의 원자가 있는 사면체입니다.

2. 이온 결합이 형성되면 결정 격자가 더 조밀해지고 이온 결합의 불포화로 인해 배위수가 6에 도달합니다. 예: NaCl의 결정 격자는 꼭지점에 염소 이온과 나트륨 이온이 있는 원시 입방체입니다.

3. 금속 결합은 결정 격자를 더 조밀하게 만듭니다. 배위수는 8과 12의 값에 도달합니다. 금속 재료에는 체심 입방체(bcc), 면심 입방체(fcc) 및 육각형 밀집(HP)의 세 가지 유형의 결정 격자가 형성됩니다.

Syngony - 동일한 좌표축 시스템을 가진 기본 셀의 대칭을 기반으로 한 결정 분할 중 하나. Syngony는 XNUMX방향으로 병진 대칭이 있는 XNUMX차원 구조의 대칭을 특징으로 합니다.

XNUMX개의 축 시스템은 결정학적 축에서 절단된 세그먼트의 길이와 이러한 축의 상대적 위치에 따라 구별됩니다.

1. 큐빅 동의어. 세 개의 동일한 축이 직각으로 교차합니다.

2. XNUMX각형 동의어. 길이가 같은 축의 두 세그먼트는 직각으로 교차하고 세 번째 축은 수직이며 그 위에서 잘린 세그먼트는 길이가 다릅니다.

3. 마름모꼴 동의어. 길이가 다른 세 축이 직각으로 교차합니다.

4. 단사정상 동의어. 길이가 다른 두 축이 비스듬한 각도로 교차하고 세 번째 축이 직각을 이룹니다.

5. Triclinic syngony. 길이가 다른 세 축이 비스듬한 각도로 교차합니다.

6. 삼각 동의어. 동일한 길이의 축의 세 부분이 한 평면에서 60°C의 각도로 교차하고 세 번째 축은 이 평면에 수직이며 이 평면에서 잘린 부분의 길이는 다릅니다.

7. 육각형 동의어. 축의 위치는 삼각 동의어에서의 위치와 유사합니다.

결정 격자에서 원자 배열의 순서는 개별 결정학적 방향과 평면을 골라내는 것을 가능하게 합니다.

결정 학적 방향 - 원자가 위치한 기준점에서 나오는 직사광선. 기준점은 입방체의 정점입니다. 결정학적 방향 - 큐브 면의 가장자리와 대각선. 다른 방향이 있을 수 있습니다. 결정학적 평면은 원자가 놓여 있는 평면입니다.

결정학적 방향과 평면은 다양한 위치를 결정하는 Miller 지수로 특징지어집니다. 동일하게 제작된 수정 격자의 평행 평면은 동일한 인덱스를 갖습니다. 간단한 정수에서 인덱스를 얻으려면 평면을 병렬로 이동할 수 있습니다. 임의로 선택한 원점에 대한 결정 격자의 노드 위치는 좌표 x, y, z를 설정하여 결정됩니다. 하나의 기본 셀에 대해 이러한 좌표는 각각 격자 매개변수 a, b, c와 같습니다.

색인을 결정하려면 격자 매개변수로 표현되는 이 방향에 있는 기준점에 가장 가까운 원자의 좌표를 찾으십시오.

강도를 포함한 모든 물리적 특성, 다른 결정학적 방향에 따른 금속의 특성은 언급된 방향에 위치한 원자의 수에 따라 달라집니다. 결정 격자에는 다른 방향으로 다른 수의 원자가 있습니다. 결정질 물질에서는 이방성이 관찰되어야 합니다. 즉, 다른 방향을 따라 속성이 동일하지 않습니다.

비등방성 - 결정체에서 원자의 정렬된 배열의 결과로 단결정 내에서 나타납니다. 실제 금속은 결정학적 방향과 평면에 의해 임의로 서로를 향한 수많은 입자를 포함하는 다결정체입니다. 기계적 특성의 이방성은 서로 다른 결정학적 방향을 따라 절단된 시편을 테스트할 때 관찰됩니다.

실제 금속은 평균 등방성을 가지며 준 등방성 또는 유사 등방성 물체라고 합니다.

평면간 거리 - 평행하고 동일한 간격의 절점 평면을 분리하는 최단 거리.

5. 결정 구조의 결함 분류. 점 결함, 온도에 대한 농도 의존성. 모서리 및 나사 전위

단결정은 액체 용융물에서 성장할 수 있습니다. 단결정은 단결정의 금속 조각입니다. 정상적인 조건에서 얻어지는 금속 및 합금은 많은 수의 결정으로 구성되어 있으며 다결정 구조를 가지고 있습니다. 이러한 결정을 결정립이라고 하며 모양이 불규칙합니다. 각 결정립은 고유한 결정 격자 방향을 가지며 주변 결정립의 방향과 다릅니다.

곡물의 내부 결정 구조가 올바르지 않습니다. 원자 사이의 결합을 끊고 금속의 특성에 영향을 미치는 금속의 결정 격자에는 결함(결함)이 있습니다. 모든 격자 결함은 격자의 원자 적층 위반입니다. 표면 결함은 금속 입자의 경계입니다. 다음과 같은 구조적 결함이 구별됩니다: 격자 결함, 점, 작은, 선형, 평면. 결정 결함은 금속의 물리적, 기계적, 화학적 및 기술적 특성을 크게 변화시킵니다.

점 결함에는 공석(빈 사이트), 외부 간극 원자가 포함됩니다. 온도가 높을수록 결함이 더 많습니다.

불순물 원자는 결정 구조에서 가장 흔한 결함 중 하나입니다(빈자리, 전위된 원자).

Vacancy는 결정 격자의 빈 노드로, 여러 가지 이유로 형성됩니다. 공석의 출처는 원자의 올바른 배열이 위반되는 입자 경계입니다. 공석의 수와 농도는 처리 온도에 따라 다릅니다. 공석의 수는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 결정을 통해 이동할 때 단일 공석이 발생하고 쌍으로 결합하여 이중 공석을 형성하는 반면 전체 표면이 감소하고 쌍 공석의 안정성이 증가하며 삼공 및 전체 체인의 형성이 가능합니다.

전위된 원자는 결정 격자의 노드를 떠나 틈새에 자리를 잡은 원자입니다. 점 결함을 나타냅니다.

불순물 원자는 결정 격자에서 주요 원자의 자리를 차지하거나 셀에 도입됩니다(일종의 점결함).

공석, 탈구된 원자 및 불순물 원자 주변의 결정 구조의 정확성이 위반되면 모든 방향에서 원자의 역장의 균형도 위반됩니다. 모든 변화는 원자 지름 몇 개에 불과합니다. 포인트 결함은 서로 상호 작용합니다. 점 결함과 선형 결함(전위)의 상호 작용이 있습니다.

선형 결함은 XNUMX차원에서 작고, XNUMX차원에서는 더 크며, 이는 결정의 길이에 비례할 수 있습니다. 선형 결함에는 공석의 사슬, 틈새 원자 및 전위가 포함됩니다. 전위는 한 방향으로 상당히 확장될 수 있고 반대 방향으로 약간 확장될 수 있습니다. 금속의 강도와 연성은 전위의 존재에 직접적으로 의존합니다.

선형 결함 - 전위, 결정 격자의 특별한 결함입니다. 전위 구조의 특징은 전위 밀도입니다.

현재 다양한 전위 형성 메커니즘이 알려져 있습니다. 전위는 입자가 성장하는 동안, 하위 입자가 형성되는 동안 발생할 수 있습니다. 입자와 블록의 경계는 전위 밀도가 높다는 것이 실험적으로 확인되었습니다. 용융물에서 결정화하는 동안 표면에 나사 전위가 형성되면서 핵이 성장하는 것이 에너지적으로 유리합니다. 전위의 형성과 불순물의 분리를 촉진합니다. 응고된 금속에서는 결손이 축적되어 전위가 발생합니다.

엑스트라플레인 가장자리 주변의 결정 결함 영역을 가장자리(선형) 전위라고 합니다. 에지 전위는 엑스트라플레인 에지 주변의 결정 격자에서 탄성 응력의 급속한 감소 필드를 나타내며, 이는 이 에지 위에서 격자 매개변수가 다소 압축되고 아래에서 각각 늘어나기 때문에 발생합니다. XNUMX차원에서 전위의 길이는 거시적 특성을 가집니다(전위는 결정 경계에서만 끊어질 수 있으며 전단 영역의 경계입니다). 엣지 전위의 움직임은 보수적입니다.

외면이 결정의 상부에 있으면 전위를 양수라고 합니다. 외계면이 결정의 아래쪽 부분에 있으면 음수라고 합니다.

결정의 두 부분이 공석의 축적면으로 이동하면 나사 전위가 형성됩니다.

나사 전위가 시계 방향 회전에 의해 형성되면 시계 반대 방향이면 오른쪽이라고합니다. Vacancy와 interstitial atom은 screw dislocation으로 흐르지 않는다. 부분 및 혼합 전위의 형성도 가능합니다. 전위의 형성은 결정의 에너지를 증가시킵니다.

전위는 금속의 내부 응력 증가에 기여합니다. 편광을 사용하면 전위 주변에서 발생하는 응력장을 표시할 수 있습니다.

6. 금속의 확산

확산은 확산 입자의 무작위 열 이동으로 인한 물질의 이동입니다. 기체가 확산될 때, 그 분자는 다른 분자와 충돌할 때 운동 방향을 바꿉니다.고체에서 확산되는 동안의 주요 운동 유형은 결정 격자 사이트에서 인접 사이트 또는 빈 공간으로 원자가 무작위로 주기적으로 점프하는 것입니다.

확산 과정의 발달은 화학 조성, 구조 및 특성이 초기와 다른 포화 표면 근처 부품의 재료 층으로 이해되는 확산 층의 형성으로 이어집니다.

모든 원자의 확산 운동은 다른 원자의 운동이나 이 원자의 이전 운동에 의존하지 않는 진동의 큰 진폭으로 인한 무작위 보행입니다. 평형 위치 주변의 원자의 온도와 무관한 진동은 일반적으로 ~10의 주파수로 발생합니다.¹³ с^-1

확산 메커니즘을 결정하는 문제는 매우 복잡합니다. 이 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한 것은 Ya.I. Frenkel은 결정 격자의 결함, 특히 공석이 원자의 확산 이동 과정에 막대한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 가장 어려운 것은 확산의 단순한 교환 메커니즘이며, 가장 가능성이 높은 것은 공석 메커니즘입니다. 각 확산 메커니즘은 특정 활성화 에너지 Q, 즉 원자가 한 위치에서 다른 위치로 이동할 때 극복해야 하는 에너지 장벽 값에 해당합니다.

군집 확산 메커니즘 하에서의 움직임은 파동의 전파와 유사합니다. 각 원자는 작은 양만큼 변위되고 섭동은 빠르게 전파됩니다. 확산의 경우, 공석과 그 연관성(이공석, 공석-불순물 원자 복합체) 및 그 원인(선형 및 표면)인 결함이 매우 중요합니다.

대체 고용체에서 자체 확산 및 확산의 주요 메커니즘은 공석 메커니즘입니다. 틈새 고용체에서 작은 불순물 원자의 이동에 대한 주요 메커니즘은 틈새입니다.

잘 연결된 두 조각의 순수 금속 A와 B를 오랜 시간 동안 어닐링하면 금속의 상호 침투와 불활성 표시(산화물 입자 또는 텅스텐 와이어)로 표시된 초기 계면이 Δx 값만큼 이동하는 것이 관찰됩니다. 이는 어닐링 시간의 제곱근에 정비례합니다. 만약 D_А > 디_В, 그러면 성분 A가 B보다 더 빠른 속도로 B에 침투하여 샘플의 B 부분이 부피가 증가합니다.

확산 금속화는 금속 또는 준금속으로 제품 표면의 확산 포화 과정입니다. 확산 포화는 분말 혼합물, 기체 매질 또는 용융 금속(금속의 융점이 낮은 경우)에서 수행됩니다.

붕소화 - 경도, 내식성, 내마모성을 증가시키기 위해 붕소를 함유한 금속 및 합금 표면의 확산 포화는 용융 붕소 염의 전기분해에 의해 수행됩니다. 붕소화는 특히 높은 표면 경도, 내마모성을 제공하고 내식성 및 내열성을 증가시킵니다. 붕소강은 염산, 황산 및 인산 수용액에서 높은 내식성을 가지고 있습니다. 보링은 공격적인 환경(화학 공학)의 마찰 조건에서 작동하는 주철 및 강철 부품에 사용됩니다.

크롬 도금 - 크롬의 확산 포화는 1 ... 49 ° C의 온도에서 1000의 노출로 암모늄 크롬 (1050 %)과 산화 알루미늄 (6 %)을 첨가하여 크롬 또는 페로크롬의 분말 혼합물에서 수행됩니다. ... 12시간 크롬 도금은 수증기와 열악한 환경에서 마모되는 부품(피팅, 밸브)에 사용됩니다. 저탄소강 제품의 크롬도금시 경도가 높아져 내식성이 우수합니다.

알루미늄화는 알루미늄의 분말 혼합물 또는 용융 알루미늄에서 수행되는 알루미늄으로 표면층을 확산 포화시키는 공정입니다. 목표는 강철 부품 표면의 높은 내열성을 얻는 것입니다. 알루미늄화는 고체 및 액체 매체에서 수행됩니다.

규소화 - 규소의 확산 포화는 기체 분위기에서 수행됩니다. 강철 부품의 규소 포화층은 경도가 그리 높지 않지만 해수, 질산, 황산의 염산에서 높은 내식성 및 내마모성을 증가시킵니다. 규소화된 부품은 화학, 펄프, 종이 및 석유 산업에서 사용됩니다. 내열성을 높이기 위해 내열성이 높은 몰리브덴과 텅스텐을 기반으로 한 합금 제품에 실리콘 처리를 사용합니다.

재료 과학에서는 거시적 및 미시적 확산 이론이 개발되고 있습니다. 거시적 이론에서는 형식주의, 즉 열역학적 힘과 매개변수에 중점을 둡니다. 미시 이론은 원자 점프 이론에 기반한 메커니즘을 사용합니다.

7. 제XNUMX종과 제XNUMX종 상전이

액체 상태의 성분(성분 A)은 무기한 용해되며, 고체 상태의 성분(성분 B)은 화합물을 형성하지 않으며 불용성입니다.

상태 다이어그램은 합금 좌표의 그래프를 나타냅니다. 온도는 다른 온도에서 열역학적 평형 조건에서 합금 구성 요소가 서로 상호 작용하여 형성된 제품을 반영합니다. 이들은 온도 및 구성에 따라 특정 응집 상태, 구조의 특정 특성 및 특정 특성을 갖는 물질이며 상이라고 합니다. 상은 동일한 조성, 구조 및 특성을 갖는 합금의 균질한 부분입니다. 액상은 용융된 성분의 용액입니다. 고체상은 특정 모양, 크기, 구성, 특정 구조 및 특성을 갖는 입자입니다. 이들은 고용체, 화합물 및 다른 성분과 고용체 또는 화합물을 형성하지 않는 순수한 성분의 입자입니다.

합금의 한계 상태를 표시하는 상태 다이어그램은 영역으로 나눌 수 있습니다. 별도의 영역은 한 단계로 구성되며 일부는 두 단계로 구성되며 구성, 구조 및 속성이 다릅니다. 상태 다이어그램에는 합금을 만들고 처리하는 데 필요한 정보가 포함되어 있습니다.

첫 번째 종류의 상태 다이어그램. 세그먼트 규칙. 이 다이어그램은 구성 요소가 상호 용해도가 무시할 수 있는 실질적으로 순수한 입자의 혼합물을 형성하는 합금을 다룹니다.

다이어그램에서 합금의 상 구조는 온도에 따라 다릅니다. 구성 요소가 서로에 대한 열역학적 작용으로 액체 상태로의 전환 온도가 감소합니다.

최소 온도에서 녹는 두 성분의 합금을 공융 또는 공융이라고 합니다. 공융은 두 성분의 동시에 결정화된 작은 입자의 균일한 혼합물입니다. 두 성분이 동시에 녹는 온도를 공정 온도라고 합니다.

결정화 과정에서 합금이 액체 상태에서 고체 상태로 전이하는 것은 액상선과 고상선에 해당하는 공정 온도 사이의 온도 범위에서 발생합니다.

결정화 중 합금의 모든 양적 변화는 세그먼트 규칙의 적용을 받습니다. 구성에 따라 모든 합금은 과공정과 과공정으로 나뉩니다. Hypoeutectic 합금은 성분 A를 (100-Ve)% 이상 포함합니다. 그들에서 그것은 중복 구성 요소입니다. 과공정 합금에서 성분 B는 중복됩니다(양이 Be를 초과함).

각 구조 성분의 양은 공정 온도와 관련된 세그먼트 규칙에 따라 계산됩니다.

두 번째 종류의 상태 다이어그램. 수지상 분리. 동일한 유형의 격자와 외부 전자 껍질의 유사한 구조를 갖는 서로의 구성 요소의 무한한 용해도를 통해 두 번째 종류의 다이어그램이 얻어집니다.

다이어그램에는 세 단계 영역이 있습니다.

1. 액상선 ADB 위에 액상 G의 영역이 있습니다.

2. 그 아래에는 고상선 ADB까지 XNUMX상 영역 b + G가 있습니다. b상은 성분 A와 B의 고용체이며 입자는 단결정 격자를 가지고 있습니다. 그러나 다른 조성의 합금의 경우 격자의 단위 셀에 있는 성분 A와 B의 원자 수가 다릅니다.

3. 고상선 아래에 위치한 영역은 단상(상 b)입니다.

실질적으로 순수한 성분의 입자 혼합물의 합금과 달리 상태 다이어그램의 각 응고된 합금은 외부적으로 서로 다르지 않은 일련의 상 입자를 나타냅니다.

결정화 동안 합금의 가속 냉각의 경우 확산 공정이 완료될 시간이 없으며 각 입자의 중앙 부분은 더 내화성 성분으로 농축되고 주변 부분은 가용성 성분(A)으로 농축됩니다. 이 현상을 수지상 편석이라고 하며 합금의 강도 특성을 감소시킵니다. 평형 결정화를 보장하는 합금의 느린 냉각으로 인해 방지가 가능합니다.

수지상 편석이 발생하면 합금의 장기간 확산 어닐링에 의해 제거됩니다. 이 경우 발생하는 확산 과정은 곡물의 화학 조성을 균일하게 합니다.

금속 재료의 소성 변형 동안 외력은 Peierls-Nabarro 힘의 값에 의해 결정되는 전위 운동에 대한 저항을 극복해야 합니다. 이 힘은 합금의 결정 격자에서 원자간 상호작용의 강도에 따라 달라집니다.

고용체의 격자에 있는 가용성 성분의 원자는 두 순수한 성분의 격자보다 용매 성분의 원자와 더 강한 금속 결합을 형성합니다. 이 때문에 고용체에 용해된 다른 성분의 함량이 증가함에 따라 고용체의 소성 변형에 대한 저항은 곡선 법칙에 따라 증가해야 합니다.

8. 금속의 용융 및 용융의 구조

용융은 금속이 고체에서 액체 용융 상태로 전이되는 물리적 과정입니다. 용융은 결정화의 반대 과정이며 평형 이상의 온도, 즉 과열 동안 발생합니다. 액체 금속은 고체 금속보다 내부 에너지가 크기 때문에 결정화 과정에서 열이 방출됩니다. 열 Q와 결정화 온도 Tk 사이에는 일정한 관계가 있습니다. 금속 용융 중 과열 정도는 몇도를 초과하지 않습니다.

액체 상태에서 물질의 원자는 열 운동으로 인해 무작위로 움직이며 액체에는 작은 부피의 원자 그룹이 있으며 그 안에 원자의 배열은 결정 격자의 배열과 유사합니다. 이러한 그룹화는 불안정하며 액체에 용해되어 다시 나타납니다. 액체가 과냉각되면 일부 큰 그룹이 안정되고 성장할 수 있습니다. 이러한 안정한 원자 그룹을 결정화 중심(핵)이라고 합니다. 용융 공정을 구현하려면 평형 온도, 즉 열역학적 포텐셜보다 약간 높은 과열이 필요합니다. 평형 온도 이상에서 액체 금속은 더 안정적이며 자유 에너지 공급량이 적습니다. 이 온도 이하에서는 고체 금속이 더 안정적입니다. 평형 온도에서 액체 및 고체 상태의 자유 에너지는 동일하므로 이 온도에서 두 상(액체 및 고체)이 동시에 그리고 무한히 오랫동안 공존할 수 있습니다. 평형 온도는 종종 비교되는 융점 Tm에 매우 가깝습니다. 냉각 시, 액체에서 고체 상태로의 전이는 결정 격자의 형성, 즉 결정화를 동반합니다. 결정화를 유도하려면 액체 금속을 녹는점보다 낮은 온도로 과냉각해야 합니다.

융점에 가까운 온도의 액체를 용융물이라고 합니다. 용융물은 금속, 이온, 반도체, 유기 및 고분자입니다. 어떤 화합물이 용융물을 형성하는지에 따라 염, 산화물, 산화물-규산염 및 기타 용융물이 분리됩니다.

대부분의 용융물에는 사면체 입자가 포함되어 있습니다.

용융 과정에서 용융물의 화학 결합이 수정됩니다. 반도체에서 금속 전도도의 형성이 관찰되며 일부 할로겐화물에서는 이온 전도도 대신 분자 조성의 용융물 형성으로 인해 전기 전도도의 감소가 발생합니다. 온도 수준은 용융물의 결합 유형에도 영향을 미칩니다.

평균 배위수와 원자간 거리도 용융물의 특성입니다. 금속을 녹이는 과정에서 배위수가 약 10~15% 감소합니다. 동시에 원자 간 거리는 동일하게 유지됩니다. 반도체가 녹으면 배위수가 1,5배 증가하고 원자 사이의 거리도 늘어난다. 다성분 용융물은 초기 고체상의 구조와 관련된 비평형, 준안정 상태를 특징으로 합니다.

많은 경우 온도 변화 과정에서 용융물의 특성에 지연(히스테리시스)이 있습니다. 용융물의 특성과 구조는 온도, 유지 시간, 온도 변동률, 용기를 만드는 재료 및 불순물의 존재와 같은 요인의 영향을 받습니다.

용융물의 구성은 복잡성으로 구별됩니다. 이온 용융물은 단순 또는 복합 이온, 해리되지 않은 고분자 분자, 자유 부피를 포함할 수 있습니다. 규산염 용융물은 격리된 규소-산소 사면체와 이들이 형성하는 사슬, 고리, 네트워크 및 골격을 포함할 수 있습니다.

용융물에는 다양한 유형의 입자와 결합이 포함되어 있기 때문에 용융물 구조의 명확한 모델을 형성하기가 다소 어렵습니다. 모델의 주요 기능은 용융물 속성의 정의 및 해석과 속성 계산입니다.

야금 분야의 용융물은 중간 제품, 부산물 및 최종 제품으로 구분됩니다. 용융물을 전해질로 사용하여 금속을 생산하고 야금에서 정제하고 코팅을 적용합니다. 많은 합금이 녹으면서 형성됩니다. 단결정 및 에피택셜 필름은 용융물에서 성장합니다. 금속, 염 및 산화물 용융물을 촉매로 사용하는 것이 일반적입니다. 소금 용융물은 어닐링 및 경화 수조, 고온 연료 전지, 열 운반체, 금속 납땜 및 용접 공정의 플럭스, 무기 및 유기 합성의 반응 매질, 흡수제, 추출제 등에 사용됩니다. 일부 용융물은 규산염, 불화물 및 기타 특수 스택 및 비정질 금속을 얻는 데 사용됩니다.

9. 금속의 결정화; 결정의 핵형성, 임계 세균; 결정의 균질 및 불균일 핵형성; 결정 성장. 커브 탐만

결정화는 결정 구조의 형성과 함께 금속이 액체에서 고체 상태로 전이되는 과정입니다. 자연에서 모든 자발적 변형, 결정화 및 용융은 새로운 조건에서 새로운 상태가 에너지적으로 더 안정적이고 더 작은 에너지 보유량을 갖는다는 사실에 기인합니다.

결정 구조의 형성과 함께 금속이 액체 또는 증기 상태에서 고체 상태로 전이하는 것을 XNUMX차 결정화라고 합니다. 고체 결정 물질에 새로운 결정이 형성되는 것을 XNUMX차 결정화라고 합니다. 결정화 공정은 핵 형성과 결정 성장의 두 가지 동시 공정으로 구성됩니다. 결정은 자발적으로 핵을 형성할 수 있습니다 - 자발적 결정화 또는 기존의 기성 결정화 센터에서 성장 - 비자발적 결정화.

시간 카운터와 열전 고온계를 사용하여 금속 결정화 과정을 추적할 수 있습니다. 끝이 납땜된 두 개의 서로 다른 와이어가 용융 금속에 잠겨 있고 결과적인 열 전류는 금속의 온도에 비례하며 밀리볼트미터 바늘이 빗나가면 특별히 눈금이 매겨진 눈금으로 온도를 나타냅니다. 고온계 판독값은 시간에 따라 기록되며 얻은 데이터에 따라 냉각 곡선이 온도-시간 좌표로 작성됩니다. 임계점은 금속의 변형에 해당하는 온도입니다.

냉각 시, 액체에서 고체 상태로의 전이는 결정 격자의 형성, 즉 결정화를 동반합니다. 결정화를 유도하기 위해 액체 금속은 녹는점 이하의 온도로 과냉각되어야 합니다. 응고 중 및 금속의 동소 변태 동안 결정화 중심이 먼저 형성되고 그 주위에 원자가 그룹화되어 해당 결정 격자를 형성합니다. 결정화 과정은 결정화 중심 형성과 결정 성장의 두 단계로 구성됩니다. 떠오르는 각 결정에서 결정면은 무작위로 배향되며, 또한 XNUMX차 결정화 동안 결정은 액체로 둘러싸여 있기 때문에 회전할 수 있습니다. 인접한 결정은 서로를 향해 성장하고 충돌 지점은 결정(입자)의 경계를 정의합니다.

무정형 물질은 면적과 돌출부가 없는 부드러운 냉각 곡선을 가지고 있습니다. 이러한 물질은 동소체를 가질 수 없다는 것이 분명합니다. 금속 결정화의 메커니즘은 액체 금속이 있는 도가니 내부의 온도가 해당 감소에 따라 결정화 센터 또는 핵이라고 하는 작은 결정이 형성되기 시작한다는 것입니다.

액체 금속 결정의 성장을 시작하려면 금속의 자유 에너지가 필요합니다.

감소했다. 핵 형성의 결과로 금속의 자유 에너지가 증가하면 핵이 용해됩니다. 성장할 수 있는 균의 최소 크기를 균의 임계 크기라고 하며, 이러한 균을 안정이라고 합니다.

금속의 자유 에너지를 낮추는 과냉각 정도가 클수록 핵의 임계 크기는 작아집니다.

결정은 형성된 중심 주위에서 성장하기 시작합니다. 아직 액체 상태인 금속에서 결정이 성장함에 따라 새로운 결정 중심이 계속해서 나타납니다. 성장하는 각각의 새로운 결정은 공간에서 무작위로 배향됩니다.

불규칙한 모양의 결정을 결정립 또는 결정이라고 합니다. 많은 수의 입자로 구성된 금속을 포함한 고체를 다결정이라고 합니다.

D.V. Chernov는 결정화 과정이 결정화 중심의 핵 생성과 이 중심에서 결정의 성장이라는 두 가지 기본 과정으로 구성되어 있음을 확인했습니다. 훨씬 후에 Tamman은 결정화 과정을 연구하여 결정화 센터의 수와 결정 성장 속도가 과냉각 정도에 의존함을 확인했습니다.

형성된 결정은 자유롭게 성장하지만 다소 규칙적인 기하학적 모양을 갖습니다. 그러나 성장하는 결정이 충돌하면 이러한 영역에서 면의 성장이 멈추기 때문에 규칙적인 모양이 위반됩니다. "공급" 유체에 자유롭게 접근할 수 있는 방향으로 성장이 계속됩니다. 그 결과, 처음에는 기하학적으로 규칙적인 모양을 가졌던 성장하는 결정이 응고 후에 불규칙한 외형을 갖게 되며 따라서 결정자 또는 결정립이라고 불린다.

핵의 성장은 과냉각된 액체에서 결정으로의 원자 전이의 결과로 발생합니다. 결정은 층으로 성장하며 각 층은 원자 XNUMX개의 두께를 갖습니다. 결정 성장에는 두 가지 기본 과정이 있습니다.

XNUMX차원 배아의 형성.

과냉각된 액체로부터 원자를 공급받아 XNUMX차원 핵의 성장. 평평한 면에 XNUMX차원 핵이 형성된 후, 액체에서 통과하는 원자를 고정하기에 편리한 영역이 나타나기 때문에 새로운 층의 추가 성장이 비교적 쉽게 진행됩니다.

결정화 과정에서 형성된 결정립의 크기는 자발적으로 생성된 결정화 중심의 수뿐만 아니라 이미 만들어진 결정화 중심의 역할을 하는 액체 금속에 항상 존재하는 불용성 불순물 입자의 수에 따라 달라집니다.

10. 잉곳 구조 및 비정질 합금

강철 주괴의 구조는 1878년 D.K. 체르노프. 주조 잉곳의 구조는 세 가지 주요 영역으로 구성됩니다. 첫 번째 영역은 외부의 세립 지각으로 방향이 잘못된 작은 결정인 수상돌기로 구성됩니다.

잉곳의 두 번째 영역은 주상 결정 영역입니다. 지각 자체가 형성된 후 열 제거 조건

변화하면 온도 구배가 감소하고 강철 과냉각도가 감소합니다. 잉곳의 세 번째 영역은 등축 결정 영역입니다.

금속이 응고될 때 형성되는 결정은 냉각 속도, 불순물의 성질 및 양에 따라 모양이 다릅니다. 더 자주, 결정화 과정에서 가지형(나무 모양) 결정이 형성되는데, 이는 나무 모양과 유사한 모양 때문에 수상 돌기라고 합니다. 이러한 형태의 결정은 액체 금속에서 발생한 핵이 원자 사이의 거리가 최소인 방향으로 성장한다는 사실로 설명됩니다. 이것이 XNUMX차 축이 형성되는 방식입니다. XNUMX차 축의 신장과 동시에 XNUMX차 축은 핵 생성 및 특정 각도에서 수직인 가장자리에서 성장하며, 이로부터 XNUMX차 축은 이미 성장하고 궁극적으로 수상 돌기 형태의 결정이 형성됩니다. 수지상 구조는 얇은 부분을 특수 에칭한 후에 드러나는데, 이는 수상 돌기의 가지 사이의 모든 간격이 채워지고 일반적으로 수상 돌기의 접합부만 결정립계의 형태로 보이기 때문입니다. 수상 돌기의 올바른 모양은 프로세스의 후반 단계에서 입자의 충돌 및 부착의 결과로 왜곡됩니다. 수지상 구조는 주조 금속(합금)의 거시 및 미세 구조의 특징입니다.

금형의 차가운 벽과 접촉하여 작은 등축 결정 영역이 형성됩니다. 고체 금속의 부피는 액체보다 적으므로 금형 벽과 응고된 금속 사이에 에어 갭이 나타납니다. 벽 자체는 금속과의 접촉으로 인해 가열됩니다. 결과적으로 금속의 냉각 속도가 감소하고 결정의 성장이 방향성을 얻습니다. 금형 벽에서 열 제거 방향으로 중앙으로 성장하고 주상 결정 영역이 형성됩니다. 잉곳 두께의 긴 결정체에 의한 발아 현상을 전결정화(transcrystallization)라고 합니다. 생성된 영역은 외부로의 열 전달 속도를 늦추고 냉각 속도가 감소하며 방향이 지정되지 않은 큰 결정 영역이 형성됩니다. 액체 금속은 일정량의 용존 가스를 함유하고 있으므로 잉곳의 부피에서 냉각될 때 과냉각 경향이 있는 금속의 경우 결정화 중심의 수와 결정 성장 속도에 대한 곡선의 오름차순 가지만 발견됩니다.

결정화 과정에서 형성된 결정립의 크기는 자발적으로 생성된 결정화 중심의 수뿐만 아니라 이미 만들어진 결정화 중심의 역할을 하는 액체 금속에 항상 존재하는 불용성 불순물 입자의 수에 따라 달라집니다. 이러한 입자는 산화물, 질화물, 황화물일 수 있습니다. 금속 또는 합금의 결정화 중심은 기본 금속의 원자와 원자의 크기 차이가 작은 고체 입자일 수 있으며, 결정 격자는 결정화 금속의 격자에 대한 구조 및 매개변수가 유사해야 합니다. 액체 금속 결정화가 일어나는 금형 및 기타 형태의 벽은 요철과 거칠기가 있습니다. 이러한 불규칙성은 결정화 속도를 증가시켜 결정화 과정에 영향을 미칩니다. 강철이 충분히 탈산되지 않으면(소위 비등 강철), 잉곳의 전체 부피에 걸쳐 기포가 형성됩니다.

강철이 잘 탈산된 경우(조용한 강철) 절연된 수익성 있는 확장이 있는 주형으로 주조됩니다. 이 위치에서 액체 금속의 마지막 부분이 결정화됩니다. 이것은 가스가 수집되는 곳입니다. 이것은 수축 공동이라고 하는 큰 공극을 생성합니다. 수축 구멍 근처에서 금속은 덜 조밀하고 느슨합니다. 따라서 차분한 강철의 잉곳을 압연 한 후 잉곳의 상부 (수익성) 부분 (잉곳 길이의 약 15-20 %)이 잘립니다. 압연하는 동안 주물 XNUMX차 결정의 모양이 바뀝니다. 수상 돌기는 변형되고 금속 흐름 방향을 따라 늘어나 섬유로 변합니다. 결정의 조인트는 강도가 낮기 때문에 섬유를 따라 변형 된 강철은 가로보다 강도와 인성이 더 큽니다.

비정질 합금은 장력이 약한 경우가 많지만 굽힘 및 압축에 있어서 상대적으로 연성이 있으며 냉간 압연을 받을 수 있습니다. 연자성 비정질 합금은 세 그룹으로 나뉩니다.

1. 철(Fe₈₁Si_{3 5}B_{13 5}C₂) 높은 자기 유도 값과 낮은 보자력.

2. 코발트(CO₆₆Fe₄(모,시,비)₃₀상대적으로 낮은 포화 유도를 갖지만 높은 기계적 특성, 낮은 보자력 및 높은 투자율을 갖는다.

3. 철-니켈 합금(Fe₄₀Ni₄₀P₁₄B₆) 철 합금보다 평균 자기 유도 및 낮은 보자력을 갖습니다.

연자성 비정질 합금은 전기 공학 및 전자 산업에서 사용됩니다.

11. 금속의 변형. 인장, 압축, 굽힘, 경도, 충격 강도에 대한 표준 시험

주물에서 원하는 금속 구조를 얻기 위해 액체 금속에 개질제를 첨가할 수 있습니다. 수정 과정입니다.

결정화 과정에 대한 영향 메커니즘에 따라 개질제는 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1) 결정화의 추가 중심인 개질제;

2) 개질제 - 계면 활성제. 이러한 변형제는 액체 금속에 용해됩니다. 결정화 프로세스는 사용 가능한 결정화 센터에 따라 다릅니다. 이 중심은 내화성 비금속 개재물, 산화물, 불순물에 의해 형성된 금속간 화합물의 입자입니다.

결정화 과정이 시작될 때 중심은 액체 금속에 있으며 고체 개재물의 형태를 갖습니다. 결정화 동안 금속 원자는 활성화된 불순물 표면에 증착됩니다. 이 결정화를 불균일성(heterogeneous)이라고 하며, 여기서 곰팡이의 벽은 핵의 역할을 합니다.

응고시 기성 결정 중심이 존재하면 결정 크기가 감소합니다. 구조 미세화의 효과는 불순물 상의 구조적 및 치수적 일치가 모재 금속과 관찰될 때 증가하며, 이는 결정 격자의 공액에 기여합니다.

액체 금속에는 구조 미세화를 일으키는 용해된 불순물이 포함되어 있습니다. 흡착되면 액체-고체 계면의 표면 장력과 결정의 선형 성장 속도를 감소시킵니다.

구조의 미세화는 금속의 기계적 성질의 향상에 기여합니다. 합금의 구조를 개선하기 위해 수정이라는 기술 작업이 사용됩니다. 이 작업은 액체 합금을 따르기 전에 특수 첨가제 - 개질제를 액체 합금에 도입하는 것으로 구성됩니다. 이를 위해 내화성 미립자를 형성하는 요소뿐만 아니라 계면 활성제가 사용됩니다. 수정자는 합금에 추가됩니다.

주입 전 액체 금속의 온도가 상승하면 결정화 과정에서 결정립이 조대화되고, 반대로 냉각되면 결정립 크기가 감소합니다. 냉각은 모재와 구조적 및 치수적 일치와 함께 상을 형성하는 수정자가 있을 때 효과적입니다.

표준 테스트

정적 인장 시험은 금속의 기계적 시험 방법입니다. 정적 시험의 경우 시험된 금속의 원형 시편 또는 판재의 평평한 시편을 만듭니다. 샘플은 인장 시험기의 그립에 고정되도록 설계된 작동 부품과 헤드로 구성됩니다. 샘플 크기는 표준화되어 있습니다. 늘어나면 시편이 늘어납니다. 일부 금속 합금은 선형 팽창 계수가 XNUMX에 가깝습니다(정밀 기기, 무선 튜브 제조에 사용됨).

인장 시험기의 클램프에 표준 크기의 원형 또는 평평한 샘플을 설치하고 하중을 증가시키면 길이의 변화를 모니터링합니다. 기계의 쓰기 장치는 기계적 특성을 결정하는 스트레치 다이어그램을 기록합니다.

경도 - 접촉 변형에 저항하는 재료의 특성, 재료가 솔리드 바디의 표면으로의 침투에 저항하는 능력 - 인덴터. Indenter - 원뿔 형태의 다이아몬드 팁. 경도 시험은 가장 접근하기 쉬운 유형의 기계적 시험입니다.

경도 테스트는 신속하게 수행되며 복잡한 샘플이 필요하지 않으며 금속의 다른 기계적 특성(예: 인장 강도)을 판단할 수 있습니다. 하드 팁 들여쓰기 방법이 일반적입니다.

Rockwell 방법에 의한 경도 측정. 각도 120°의 강철 또는 다이아몬드 원뿔 또는 직경 1,59mm의 강철 경화된 볼을 시험편의 표면에 눌러 재료의 경도는 표면으로의 침투 깊이로부터 추정한다.

Rockwell 경도 시험기에는 세 가지 척도가 적용됩니다. A(검정색) - 시험은 다이아몬드 원뿔로 수행되며 경도는 HRA로 표시됩니다. B (빨간색) - 시험은 공으로 수행되며 경도는 H13B로 표시됩니다. C (검정) - 시험은 강철 원뿔로 수행되며 경도는 HRC로 표시됩니다.

Vickers 방법에 의한 경도 측정. 사면체 다이아몬드 피라미드가 샘플의 표면에 눌러지고 경도는 각인의 대각선을 따라 결정됩니다.

Vickers 방법을 사용하면 연질 및 경질 금속 및 합금의 경도와 얇은 표면층의 경도를 측정할 수 있습니다.

충격 테스트는 작동 중에 기계 부품이 받는 충격 하중에 저항하는 금속의 능력을 측정합니다.

충격 시험은 진자 충격 시험기(pendulum impact tester)라고 하는 기기의 표준 모양 시편에 대해 수행됩니다.

충격 강도 - 샘플의 충격 파괴에 소요된 작업 및 노치의 단면적과 관련됩니다. 충격 시험은 취성 파괴에 대한 재료의 성향을 평가하기 위해 수행됩니다.

굽힘은 장력보다 부드러운 하중 방법입니다. 저소성 재료는 굽힘 테스트를 거쳤습니다. 시험은 큰 길이, 원통형 또는 직사각형 모양의 샘플에 대해 수행됩니다. 두 개의 지지대에 설치됩니다. 결정된 특성은 인장 강도와 처짐입니다.

12. 고체 상태에서의 상 변형

상은 계의 균질한 부분으로, 통과할 때 계의 다른 부분(상)과 계면에 의해 분리되어 화학적 조성이나 구조가 급격하게 변합니다.

순수한 금속이 결정화되는 동안 시스템에는 액체(용융 금속)와 고체(고체 금속 입자)의 두 단계가 있습니다. 경질 합금에서 상은 순수한 금속 입자, 고용체 입자 및 화합물 입자가 될 수 있습니다. 액체 상태의 많은 금속은 어떤 비율로든 서로 용해됩니다. 용해의 결과, 한 금속의 원자가 다른 금속의 원자 사이에 균일하게 분포된 균질한 액체 용액이 형성됩니다. 이 상호 작용으로 인해 실제로 합금의 물질을 균일하게 분포시키기 위해 용융에 의존합니다. 원자 크기가 크게 다른 일부 금속은 액체 상태에서 용해되지 않는 반면, 다른 금속은 제한된 정도로 액체 상태에서 용해됩니다. 응고 중 합금 형성에서 구성 요소의 다양한 상호 작용이 가능합니다.

결정화 과정에서 균질 원자 간의 상호 작용력이 이종 원자 간의 상호 작용력보다 크면 결정화 후 순수한 금속 입자로 구성된 기계적 혼합물이 형성됩니다. 이 경우 하나의 순수 금속 입자와 그 옆에 다른 순수 금속 입자가 경질 합금에 존재합니다. 이러한 형태의 상호작용은 합금에 포함된 금속의 특성에 큰 차이가 있을 때 발생합니다.

합금을 구성하는 물질 간의 상호 작용의 또 다른 형태는 고용체의 형성입니다.

고용체는 구성 요소 간의 비율이 변경될 수 있는 고체상입니다. 고체 용액에서는 순수한 금속과 마찬가지로 공간의 원자가 규칙적으로 배열되어 결정 격자를 형성합니다. 이것이 액체 용액과 구별되는 점입니다. 고용체에서 합금을 구성하는 물질 중 하나는 결정 격자를 유지하고 결정 구조를 잃은 두 번째 물질은 첫 번째 결정 격자에 개별 원자 형태로 분포합니다. 첫 번째 물질은 용매이고 두 번째 물질은 용해성입니다. 용해성 원소의 원자 분포 특성에 따라 간질, 치환 및 빼기의 고용체가 구별됩니다. 고용체의 종류에 관계없이 단상이며 다양한 농도로 존재한다는 공통점이 있습니다. 고용체는 금속 유형의 결합이 특징입니다.

금속과 간질 고용체를 형성하는 일부 준금속(수소, 질소, 탄소, 붕소)은 원자 크기가 가장 작습니다. 그러나 이러한 요소의 경우에도 원자의 크기는 금속 결정 격자의 원자 간 간격 크기의 12b를 다소 초과하므로 격자 간 고용체가 형성되면 격자가 왜곡되고 응력이 발생합니다. 이 경우 격자간 고용체의 농도가 높을 수 없다. 1~2%를 넘는 경우는 거의 없습니다. 치환 고용체에서 용해성 원소의 원자는 기본 금속의 원자를 대신합니다. 외부 원자는 어떤 위치에서든 용매의 원자를 대체할 수 있으므로 이러한 용액을 무질서한 고용체라고 합니다. 가용성 원소의 원자 크기는 항상 용매 원자의 크기와 다르므로(크거나 작음) 치환 고용체가 형성될 때 용매 금속의 결정 격자는 기본 구조를 잃지 않고 왜곡됩니다. 대체 솔리드 솔루션은 제한적이고 무제한일 수 있습니다. 무제한 용해도의 조건 중 하나는 크기 계수입니다. 원자 반경의 차이가 클수록 용해도는 낮아집니다.

치환 고용체의 온도가 감소하면 원자 재분배 과정이 발생하여 용해 된 원소의 원자가 용매 격자에서 엄격하게 정의 된 위치를 차지합니다. 이러한 고용체를 질서 고용체라고 하며, 이들의 구조를 상부구조라고 합니다.

일부 원소는 온도 및 압력과 같은 외부 조건의 변화에 ​​따라 결정 구조를 수정합니다. 고체 상태에서 리튬과 몰리브덴은 체심 입방 격자를 가지고 있습니다. 알루미늄, 은, 금, 백금 - 면심, 마그네슘, 지르코늄 - 육각형. 온도가 변하면 동일한 금속에 대해 다른 격자가 다른 온도에 있던 격자보다 더 안정적이라는 것이 밝혀질 수 있습니다. 이 현상을 다형성이라고 합니다. 격자의 각 유형은 동소체 수정 또는 수정을 나타냅니다. 금속의 다형 변형에서는 온도가 가장 중요합니다. 하나의 동소체 형태가 다른 형태로 변하는 것은 다형 변태 온도라고 하는 일정한 온도에서 일어나며, 용융-응고 또는 증발-응축 현상과 유사한 열적 효과를 동반한다. 이것은 결정 격자의 재배열에 일정량의 에너지를 소비해야 하기 때문입니다.

13. 금속의 탄성 및 소성 변형

변형은 신체의 모양과 크기의 변화이며, 변형은 신체에서 발생하는 다른 물리적 및 기계적 과정뿐만 아니라 외력의 영향으로 인해 발생할 수 있습니다. 변형에는 전단, 압축, 인장, 굽힘 및 비틀림과 같은 현상이 포함됩니다.

탄성 변형은 하중이 제거된 후 사라지는 변형입니다. 탄성 변형은 금속의 특성과 구조에 잔류 변화를 일으키지 않습니다. 적용된 하중의 작용하에 원자의 미미한 가역적 변위가 발생합니다.

단결정이 늘어나면 원자 사이의 거리가 늘어나고 압축되면 원자가 서로 접근한다. 원자가 평형 위치에서 옮겨지면 인력과 정전기적 반발력의 균형이 깨집니다. 하중이 제거된 후 인력 또는 척력의 작용으로 인해 이동된 원자는 원래의 평형 상태로 돌아가고 결정은 원래의 치수와 모양을 얻습니다.

변형은 탄성이 있어 하중이 제거된 후 사라지고 플라스틱은 하중이 제거된 후 남아 있습니다.

가장 작은 응력은 변형을 일으키고 초기 변형은 항상 탄성이며 그 크기는 응력에 직접적으로 의존합니다. 주요 기계적 특성은 강도, 가소성, 탄성입니다.

가소성은 중요하며 다양한 압력 처리 방법으로 제품 제조 가능성을 결정합니다. 이러한 방법은 금속의 소성 변형을 기반으로 합니다.

가소성이 증가된 재료는 응력 집중 장치에 덜 민감합니다. 이를 위해 다양한 금속 및 합금에 대한 비교 평가와 제품 제조 시 품질 관리가 수행됩니다.

금속 변형의 물리적 특성

스트레스의 작용으로 신체의 모양과 크기가 변경됩니다. 응력은 체적 변화와 관련된 상 변형 및 기타 물리 화학적 과정의 결과뿐만 아니라 장력, 압축의 외력이 신체에 작용할 때 발생합니다. 모든 종류의 응력 하에서 응력을 받는 상태에 있는 금속은 항상 수직 및 접선 응력을 경험하며 응력 작용에 따른 변형은 탄성 및 소성일 수 있습니다. 플라스틱은 전단 응력의 작용으로 발생합니다.

탄성 - 이것은 응력을 일으킨 작용이 종료되면 완전히 사라지는 변형입니다. 탄성 변형 동안 금속의 결정 격자에서 원자 사이의 거리에 변화가 있습니다.

원자 간 거리가 증가함에 따라 원자의 상호 인력이 증가합니다. 이러한 힘의 작용으로 응력이 제거되면 원자는 원래 위치로 돌아갑니다. 격자 왜곡이 사라지고 몸체가 모양과 크기를 완전히 복원합니다. 수직 응력이 원자간 결합력의 값에 도달하면 분리에 의해 취성 파괴가 발생합니다. 탄성 변형은 작은 접선 응력에 의해 발생합니다.

소성 변형은 원인이 된 응력의 작용이 종료된 후 남아 있는 변형입니다. 금속 결정 격자의 소성 변형 동안 접선 응력의 작용에 따라 원자의 비가역적 변위가 발생합니다. 낮은 전압에서 원자는 약간 변위되고 응력이 제거된 후 원래 위치로 돌아갑니다. 전단 응력이 증가하면 격자 매개변수에 의한 비가역적인 원자 변위가 관찰됩니다. 즉, 소성 변형이 발생합니다.

특정 값 이상으로 전단 응력이 증가하면 변형이 되돌릴 수 없게 됩니다. 하중이 제거되면 변형의 탄성 성분이 제거됩니다. 플라스틱이라고 하는 변형의 일부가 남아 있습니다.

소성 변형 동안 금속의 구조와 특성은 돌이킬 수 없이 변합니다. 소성 변형은 슬립 및 쌍정에 의해 수행됩니다.

결정 격자의 슬라이딩은 전단 저항이 가장 낮은 원자의 조밀한 패킹과 함께 평면과 방향을 따라 진행됩니다. 이것은 인접한 원자 평면 사이의 거리가 가장 크다는 사실, 즉 그들 사이의 연결이 가장 작다는 사실에 의해 설명됩니다. 슬라이딩 평면과 이러한 평면에 있는 슬라이딩 방향은 슬라이딩 시스템을 형성합니다. 금속에서는 하나 또는 여러 개의 슬립 시스템이 동시에 작용할 수 있습니다.

입방 결정 격자 (fcc 및 bcc)가있는 금속은 가소성이 높기 때문에 여러 방향으로 슬라이딩이 발생합니다.

슬라이딩 과정은 결정의 한 부분이 다른 부분에 대해 동시에 움직이는 것으로 표현되어서는 안되며 결정의 전위 운동의 결과로 수행됩니다. 결정을 통한 MM의 슬립면에서의 전위의 변위는 결정의 대응하는 부분의 XNUMX면간 거리만큼 변위를 초래하고, 결정 표면의 우측에 단차가 형성된다.

14. 파괴의 유형: 연성 및 취성 파괴의 개념

피로는 반복 하중의 작용으로 금속이 파괴되는 것입니다. 그것은 자동화의 봄에서 발생합니다. 대부분의 부품 고장은 재료 피로로 인해 발생합니다. 피로 파괴는 재료의 항복 강도보다 낮은 응력에서 작동하는 부품에서 발생합니다.

탄성-소성 변형은 충분히 높은 응력에 도달하면 본체가 파손될 수 있습니다. 파괴 과정은 미세균열의 시작, 거대균열의 형성, 신체의 전체 부분에 대한 거대균열의 전파 등 여러 단계로 구성됩니다.

일반적으로 연성파괴와 취성파괴를 구분한다. 파괴 유형은 금속의 구성, 구조적 상태, 하중 조건 및 온도와 같은 많은 요인에 따라 다릅니다. 연성 또는 취성 골절 유형은 골절 연구에 의해 결정됩니다. 취성 골절은 브룩 골절이 특징입니다. 연성 파괴는 전단 응력의 작용 하에서 전단에 의해 발생하며 상당한 소성 변형을 동반합니다. 연성 골절은 부품 또는 샘플의 섬유질(무광) 골절이 특징입니다. 취성 파괴는 정상적인 인장 응력의 작용으로 발생하여 육안으로 보이는 거대 소성 변형 없이 신체의 한 부분이 다른 부분과 분리됩니다.

취성 골절은 결정질(반짝이는) 골절이 특징입니다. 취성 파괴는 임계 크기 균열에 도달할 때까지 소성 변형이 선행된 다음 취성 전위가 없는 파괴가 선행됩니다. 취성 파괴는 자발적인 과정입니다.

연성 및 취성 파괴에서 미세 균열의 발생은 입계 또는 기타 장애물(비금속 개재물, 탄화물 입자, 계면 경계) 앞에 전위가 축적되어 발생하여 응력 집중으로 이어집니다. 미세구조를 분석할 때, 결정립체(입체를 따라)와 결정간(입계를 따라) 파괴가 구별됩니다. 구조물 및 기계의 작동 조건에서 금속의 파괴는 연성 또는 취성일 뿐만 아니라 혼합-연성-취성일 수 있습니다.

재료는 피로의 경우와 단일 하중에서 다르게 파괴됩니다. 골절은 소성 변형의 외부 징후가 없는 것이 특징입니다. 즉, 일반적으로 피로 골절은 취성 골절의 특성을 가집니다. 그러나 하중을 가한 샘플 단면의 미세 부피 및 얇은 층에는 균열이 시작되는 소성 변형이 있을 수 있습니다. 이러한 균열은 점진적으로 발전하고 전파되어 재료의 최종 파괴로 이어집니다. 피로 하중의 경우 전위 운동으로 인한 소성 변형의 시작은 항복점 아래의 응력에서 발생할 수 있습니다. 로딩 사이클 수가 증가함에 따라 주로 표면층에서 전위 밀도가 증가합니다. 표면의 얇은 슬립 라인은 특징적인 줄무늬로 바뀌며, 그 프로파일은 돌출부와 함몰부의 형태로 나타납니다. 캐비티의 깊이는 테스트 시간에 따라 10-30 µm에 도달할 수 있습니다. 안정적인 슬립 밴드가 형성되는 동안 전위 밀도가 높은 영역과 낮은 영역이 번갈아 나타납니다.

피로 균열은 표면 함몰에서 발생합니다. 돌출부 및 공동 형성에 대한 가능한 메커니즘 중 하나는 나사 전위의 원형 운동과 관련이 있습니다. 나사 전위는 횡단 슬립의 도움으로 닫힌 윤곽을 따라 한 평면에서 다른 평면으로 이동합니다. 결과적으로 전위는 요철이 형성되는 표면에 도달합니다.

주기적 하중을 받는 미세 균열은 공석의 유입과 미세 기공의 후속 형성 및 유착으로 인해 테스트 초기 단계에서 핵이 생성됩니다. 많은 수의 미세 균열이 샘플에 형성될 수 있습니다. 그러나 미래에는 모든 미세 균열이 발생하는 것이 아니라 가장 날카로운 봉우리가 있고 작용 응력과 관련하여 가장 유리한 위치에 있는 미세 균열만 발생합니다. 샘플 단면에 전파되는 가장 길고 날카롭고 깊은 균열은 샘플의 최종 파괴로 이어집니다. 점진적으로 성장하는 균열 영역과 최종 파괴 영역의 존재는 샘플의 피로 파괴에 일반적입니다. 점진적으로 성장하는 균열 영역에서 곡선 형태의 줄무늬가 관찰됩니다. 밴드는 베이스에서 금속이 경화되고 전면이 확장되어 균열의 움직임이 저크 및 지연되어 형성됩니다. 주기적 하중에서의 파괴 과정은 응력 집중 장치의 영향을 크게 받습니다. 응력 집중 장치는 건설적(섹션에서 섹션으로의 급격한 전환), 기술적(긁힘, 균열, 절단기의 위험), 야금(기공, 껍질)일 수 있습니다. 출처에 관계없이 응력 집중 장치는 동일한 수준의 교번 응력에서 내구성 한계를 어느 정도 감소시킵니다. 피로에 대한 응력 집중 장치의 영향을 평가하기 위해 대칭 응력 주기에서 매끄럽고 노치가 있는 시편을 테스트합니다. 샘플의 절개는 날카로운 원형 언더컷 형태로 이루어집니다.

15. 도체 재료의 전기적 특성

순금속 및 금속 합금이 도체 재료로 사용됩니다. 순금속은 수은을 제외하고 전도도가 가장 높습니다. 권선, 설치, 설치 케이블 및 전선은 구리와 알루미늄으로 만들어집니다. 알루미늄은 경금속 그룹에 속합니다. 밀도는 2,7g/cm3입니다. 가용성, 높은 전도성 및 대기 부식에 대한 저항으로 인해 알루미늄은 전기 공학에서 널리 사용되었습니다. 알루미늄의 단점은 기계적 인장 강도가 낮고 경질 알루미늄에서도 부드러움이 증가한다는 것입니다. 알루미늄은 은색 또는 은백색 금속입니다. 녹는점은 658-660 °C입니다.

알루미늄 와이어는 알루미늄이 짧은 시간에 얇은 산화막으로 덮여 있기 때문에 상당히 오랜 시간 동안 작동할 수 있습니다. 이것은 산소에 대한 보호 역할을 합니다.

알루미늄 와이어의 산화막은 전기 저항이 크므로 알루미늄 와이어의 접합부에 큰 과도 저항이 형성됩니다. 접합부는 알루미늄에 대한 산소의 영향을 방지하기 위해 바셀린을 사용하여 청소됩니다.

기계적으로 얻은 다른 금속 (구리, 철)의 다른 와이어 (볼트 연결)로 알루미늄 와이어의 접합부를 적시면 특정 기전력으로 갈바닉 쌍이 형성됩니다. 이 경우 국부 전류의 영향을받는 알루미늄 와이어가 파괴됩니다.

습한 분위기에서 갈바닉 증기가 형성되는 것을 방지하기 위해 다른 금속으로 만들어진 다른 와이어와의 접합부는 바니시 및 기타 방법으로 습기로부터 조심스럽게 보호해야 합니다.

산화질소(NO), 염소(Cl), 이산화황(SCy, 염산 및 황산 및 기타 약제)은 알루미늄의 직접적인 부식을 유발합니다. 냉간 또는 열간 용접 알루미늄의 화학적 순도가 높을수록 부식에 강합니다.따라서 순수 금속 함량이 99,5%인 가장 순수한 등급의 알루미늄은 전기 커패시터의 전극 제조, 알루미늄 제조에 사용됩니다. 0,05-0,08mm의 작은 직경의 호일 및 권선 와이어는 순도 99,7% 이상의 금속을 포함하는 전도성 알루미늄을 사용합니다. 알루미늄은 와이어 제조에 사용됩니다.

순금속 함량이 99,5% 이상이어야 합니다. 알루미늄 와이어는 드로잉 및 압연으로 생산됩니다. 알루미늄 와이어에는 AM(소프트 어닐링), APT(세미 하드) 및 AT(하드 어닐링)의 세 가지 유형이 있습니다. 와이어는 직경 0,08~10mm로 생산됩니다.

반도체는 기술적 사용의 다양한 목적을 결정하는 매우 다양한 화학적 조성뿐만 아니라 다양한 전기적 및 물리적 특성에서 서로 다른 광범위한 재료 영역을 구성합니다. 반도체는 화학적 성질에 따라 다음과 같은 네 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1. 한 원소의 원자와 분자로 구성된 결정질 반도체 재료.

2. 산화물 결정질 반도체 재료, 즉 금속 산화물의 재료.

3. 주기율표의 원소 시스템의 세 번째 및 다섯 번째 그룹의 원자 화합물을 기반으로 한 결정질 반도체 재료.

4. 황, 셀레늄, 구리, 납의 화합물을 기반으로 하는 결정질 반도체 재료 - 황화물, 셀렌화물이라고 합니다.

탄화규소는 반도체 재료의 첫 번째 그룹에 속하며 가장 일반적인 단결정 재료입니다. 이 반도체 재료는 서로 무작위로 납땜된 많은 작은 결정의 혼합물입니다. 실리콘 카바이드는 흑연과 실리콘이 결합될 때 고온에서 형성됩니다. 광전지, 다이오드에 사용됩니다.

단열재의 작동 온도를 높일 가능성은 실습에 매우 중요합니다. 전기 기계 및 장치에서 일반적으로 전기 절연 재료에 의해 정확하게 제한되는 가열 증가는 동일한 치수로 더 많은 전력을 얻거나 전력을 유지하면서 제품의 크기와 비용을 줄이는 것을 가능하게 합니다.

GOST는 전기 기계, 변압기 및 장치의 전기 절연 재료를 내열 등급으로 분류하는 것을 제공하며, 이 재료는 정상 작동 상태에서 장기간 작동하는 범용 전기 장비에 사용될 때 최고 허용 작동 온도가 고정됩니다. 이러한 유형의 전기 장비에 대한 조건.

이 온도에서 전기 장비의 합리적인 서비스 수명이 보장됩니다.

클래스 Y에는 액체 전기 절연 층에 함침 및 침지되지 않는 한 셀룰로스 및 실크 기반 섬유 재료(실, 직물, 테이프, 종이, 판지, 목재 등)가 포함됩니다.

16. 전기적 특성을 결정하는 방법

전기 전도성이 높은 금속 (구리, 알루미늄)은 전기 공학, 전력선 설치 및 전기 저항이 높은 합금-백열 전기 히터에 사용됩니다.

유전체의 열적 특성: 내열성, 내한성, 열전도율, 열팽창.

내열성 - 전기 절연 재료 및 제품이 해를 끼치 지 않고 한동안 고온에 노출되는 것을 견딜 수있는 능력. 무기 유전체의 내열성은 전기적 특성의 상당한 변화가 시작될 때 결정됩니다. 그리고 유기 유전체의 내열성은 기계적 인장 또는 굽힘 변형의 시작, 가열 시 압력 하에서 재료에 바늘을 담그는 것과 전기적 특성에 의해 결정됩니다.

단열재의 열 노화는 고온에 장기간 노출되어 단열재 품질이 저하되는 현상입니다.

노화 속도는 전기 기계 및 기타 전기 절연 구조물의 절연이 작동하는 온도의 영향을 받습니다.

노화 속도는 기압이나 산소 농도의 변화, 오존의 존재, 노화를 늦추거나 가속화하는 화학 시약의 영향도 받습니다. 열 노화는 자외선 노출, 전기장 노출, 기계적 응력에 의해 가속화됩니다.

GOST는 전기 기계, 변압기 및 장치의 전기 절연 재료를 내열성 등급으로 분류합니다. 허용 가능한 온도에서 전기 장비의 합리적인 서비스 수명이 보장됩니다.

클래스 Y: 액체 전기 절연층에 함침되거나 침지되지 않은 셀룰로오스 및 실크 기반 섬유 재료.

클래스 A: 함침 바니시로 작업하고 액체 전기 절연 재료에 잠긴 유기 섬유 재료, 즉 대기 산소로부터 보호됩니다.

클래스 E: 페놀-포름알데히드 및 ​​유사 수지와 같은 유기 충전제 및 열경화성 결합제가 포함된 플라스틱, 폴리우레탄 및 에폭시 바니시의 에나멜 전선 절연. 클래스 Y, A, E에는 순수 유기 전기 절연 재료가 포함됩니다.

절연 강도는 절연 파괴 지점의 절연 전류와 관련된 절연 파괴 전압에 의해 결정됩니다.

액체 유전체의 파괴는 이온화 열 공정의 결과로 발생합니다.

주요 고장 요인은 이물질의 존재입니다.

불순물의 존재는 이러한 물질에 대한 분해 이론을 만드는 것을 어렵게 만듭니다. 따라서 전기 파괴 이론의 아이디어는 불순물로부터 최대한 정화되는 액체에 적용됩니다.

높은 전계 강도에서 전자는 전극의 금속에서 방출될 수 있고 액체 자체의 분자는 하전 입자와의 충돌로 인해 파괴될 수 있습니다. 이 경우, 기체 유전체에 비해 액체 유전체의 더 큰 유전 강도는 훨씬 더 짧은 전자 평균 자유 경로로 설명됩니다.

가스 함유물을 포함하는 액체의 분해는 액체의 국부적인 과열(상대적으로 쉽게 이온화된 기포에서 방출되는 에너지로 인해)에 의해 설명되며, 이는 전극 사이에 가스 채널을 형성하게 합니다.

액체 유전체에 물이 있으면 유전체 강도가 감소합니다. 상온의 물은 유전체에 미세한 물방울 형태로 포함되어 있습니다. 전기장의 영향으로 액적은 분극되고 전극 사이에 전도성이 증가된 사슬을 생성하여 전기 고장이 발생합니다.

온도에 대한 물을 포함하는 액체 유전체의 전기적 강도의 독특한 의존성이 관찰됩니다. 온도가 상승함에 따라 물은 분자 용액 상태로 이동하여 전기 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다. 액체 유전체의 전기적 강도는 특정 최대값까지 증가합니다. 전기적 강도의 추가 감소는 액체 비등 현상으로 설명됩니다.

저온에서 변압기 오일의 전기적 강도의 증가는 물에 비해 오일의 점도가 증가하고 얼음의 유전 상수 값이 낮아지는 것과 관련이 있습니다.

고체 개재물(검댕, 섬유)은 액체 내부의 전기장을 왜곡하고 유전체 액체의 전기적 강도를 감소시킵니다.

불순물로부터 액체 유전체를 정제하면 절연 강도가 크게 증가합니다. 예를 들어, 정제되지 않은 변압기 오일의 전기적 강도는 약 4MV/m입니다. 철저한 청소 후 20-25 MV / m까지 상승합니다.

가스뿐만 아니라 액체 유전체의 파괴는 전극의 모양에 영향을 받습니다. 전기장의 비균질도가 증가하면 동일한 거리에서 파괴 전압이 감소합니다. 비균질 전기장과 가스에서는 불완전한 고장, 즉 코로나가 발생할 수 있습니다. 액체 유전체의 장기 코로나는 액체의 분해를 유발하기 때문에 허용되지 않습니다.

전류의 주파수는 절연 강도에 영향을 미칩니다.

17. 금속 및 합금의 열용량 및 열전도율

열용량은 물질이 가열될 때 열을 흡수하는 능력입니다. 그 특성은 비열 - XNUMX도 가열했을 때 질량 단위가 흡수하는 에너지의 양입니다. 금속의 균열 가능성은 열전도도의 크기에 따라 다릅니다. 열전도율이 낮으면 균열 위험이 높아집니다. 따라서 합금강은 구리 및 알루미늄보다 열전도율이 XNUMX배 낮습니다. 열용량의 크기는 빌릿을 특정 온도로 가열하는 데 소비되는 연료 수준에 영향을 미칩니다.

금속 합금의 경우 비열 용량은 100-2000J / (kg * K) 범위입니다. 대부분의 금속의 경우 열용량은 300-400J / (kg * K)입니다. 금속 재료의 열용량은 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 일반적으로 고분자 재료의 비열용량은 1000J/(kg·K) 이상입니다.

재료의 전기적 특성은 전자 또는 이온의 전하 운반체의 존재와 전기장의 작용 하에서 이동의 자유를 특징으로 합니다.

공유 결합 및 이온 결합의 높은 에너지는 이러한 유형의 결합이 있는 재료에 유전 특성을 부여합니다. 그들의 약한 전기 전도도는 불순물의 영향으로 인한 것이며 불순물과 함께 전도성 용액을 형성하는 수분의 영향으로 이러한 물질의 전기 전도도가 증가합니다.

결합 유형이 다른 재료는 전기 저항의 온도 계수가 다릅니다. 금속의 경우 양수이고 공유 결합 및 이온 결합이 있는 재료의 경우 음수입니다. 금속이 가열되면 전하 운반체의 농도 - 전자가 증가하지 않으며 원자 진동의 진폭 증가로 인해 이동 저항이 증가합니다. 공유 결합 또는 이온 결합을 가진 물질에서 가열되면 전하 운반체의 농도가 너무 증가하여 원자 진동 증가로 인한 간섭 효과가 중화됩니다.

열전도율은 입자가 거시적으로 움직이지 않는 고체, 액체 및 기체의 열 에너지 전달입니다. 열전달은 더 뜨거운 입자에서 더 차가운 입자로 발생하며 푸리에 법칙을 따릅니다.

열전도율은 원자간 결합의 유형, 온도, 화학 성분 및 재료의 구조에 따라 다릅니다. 고체의 열은 전자와 포논에 의해 전달됩니다.

열 전달 메커니즘은 주로 결합 유형에 따라 결정됩니다. 금속에서 열은 전자에 의해 전달됩니다. 공유 결합 또는 이온 유형의 결합을 가진 물질 - 포논. 다이아몬드는 열전도율이 가장 높습니다. 반도체에서 매우 낮은 농도의 전하 캐리어에서 열전도도는 주로 포논에 의해 수행됩니다. 결정이 완벽할수록 열전도율이 높아집니다. 단결정은 결정 구조의 입자 경계 및 기타 결함이 포논을 산란시키고 전기 저항을 증가시키기 때문에 다결정보다 열을 더 잘 전달합니다. 결정 격자는 비정질 상태에 비해 전자 또는 포논에 의한 열 전달이 용이한 주기적인 에너지 공간을 생성합니다.

금속에 함유된 불순물이 많을수록 결정립이 미세해지고 결정 격자가 왜곡될수록 열전도율이 낮아집니다. 입자 크기가 클수록 열전도율이 높아집니다. 도핑은 고용체의 결정 격자에 변형을 일으키고 합금의 기초인 순수 금속에 비해 열전도율을 낮춥니다. 여러 상(공융, 공석)의 분산된 혼합물을 나타내는 구조적 구성 요소는 열 전도성을 감소시킵니다. 상 입자가 균일하게 분포된 구조는 합금 베이스보다 열전도율이 낮습니다. 이러한 구조의 제한 유형은 다공성 재료입니다. 고체에 비해 기체는 단열재입니다.

흑연은 열전도율이 높습니다. 열이 기저면의 탄소 원자 층과 평행하게 전달되면 흑연의 열전도율이 구리의 열전도율보다 2배 이상 높습니다.

회주철의 분기 흑연 판은 단결정 구조를 가지므로 열전도율이 높습니다. 구상흑연이 포함된 구상흑연과 흑연의 부피 비율이 같은 연성 주철은 열전도율이 25...40 W/m*K로 회주철의 거의 절반입니다.

가열되면 다양한 등급의 강의 열전도율이 수렴됩니다. 유리는 열전도율이 낮습니다. 고분자 재료는 열을 잘 전도하지 못하므로 대부분의 열가소성 수지의 열전도율은 1,5W/(mOK)를 초과하지 않습니다.

금속의 전자 열전도율이 le이면 열전도율은 전기 전도도와 같은 방식으로 변할 수 있습니다. 그런 다음 합금의 화학적, 상 구성 및 구조에서 발생하는 모든 변화는 열전도도와 전기 전도도에 영향을 미칩니다(Wiedemann-Franz 규칙에 따름).

합금의 조성이 순수한 성분에서 멀어짐에 따라 열전도율이 감소합니다. 예를 들어 반대 현상이 발생하는 구리-니켈 합금은 예외입니다.

18. 팽창계. 금속 및 합금의 자기 특성. 결정 방법

팽창계 - 물리학의 한 분야; 주요 임무 : 외부 조건 (온도, 압력, 전기, 자기장, 이온화 ​​방사선)이 신체 치수에 미치는 영향에 대한 연구. 주요 연구 주제: 몸체의 열팽창 및 결과적인 이상.

팽창법. 금속 및 합금이 가열되면 본체의 부피 및 선형 치수가 변경됩니다 - 열팽창. 이러한 변화가 온도 상승으로 인한 원자 진동 에너지의 증가로 인한 것이라면 온도가 이전 수준으로 돌아가면 신체의 원래 치수도 복원됩니다. 가열(또는 냉각) 중에 신체에서 상 변환이 발생하면 크기 변화를 되돌릴 수 없습니다. 가열 및 냉각과 관련된 신체 크기의 변화는 팽창계와 같은 특수 장치에서 연구됩니다.

Dilatometric 방법은 금속 및 합금의 임계점을 결정하고 고용체의 분해 과정을 연구하며 경화 단계의 존재에 대한 온도 간격을 설정하는 방법입니다. 이러한 기기의 장점은 높은 감도와 온도 변화율에 대한 판독값의 독립성입니다.

전기 측정 방법의 고감도는 상변태, 미세 구조 결함 및 다른 연구 방법으로는 연구할 수 없는 금속 및 합금에서 발생하는 기타 현상의 연구에 널리 사용됩니다. 전기 저항은 다양한 브리지 회로와 보상 방법을 사용하여 측정됩니다. 상자성 상태에서 강자성 상태로(또는 그 반대로) 전환과 관련된 프로세스 연구에는 다양한 자기 분석 방법이 사용되며 이러한 프로세스를 정량화하는 것이 가능합니다. 자기 분석은 열처리, 변형 및 합금이 구조에 미치는 영향을 연구하는 것과 같은 실제 야금의 문제를 해결하는 데 널리 사용됩니다. 물리적 야금의 좀 더 복잡한 문제를 해결하기 위해 자기 분석을 사용하는 것도 가능합니다.

내부 마찰 방법은 고체 내부의 기계적 진동의 비가역적 에너지 손실에 대한 연구를 기반으로 합니다. 이 방법을 사용하면 다른 방법이 적용되지 않는 낮은 온도에서도 높은 정확도로 확산 계수를 계산할 수 있습니다. 고용체 농도의 변화를 결정하십시오. 불순물 분포; 전위 구조의 위상 및 다형성 변환 및 변화에 대한 정보를 얻습니다.

경자성강 및 합금은 영구자석을 만드는 데 사용됩니다. 영구 자석의 경우 크롬(1%) EX3와 동시에 크롬 및 코발트와 합금된 3% C의 고탄소강 EX5K5, EX9K15M2가 사용됩니다. 합금 요소는 보자력 및 자기 에너지를 증가시킵니다.

Alnico 유형 합금은 산업에서 널리 사용됩니다. 합금은 단단하고 부서지기 쉽고 변형되지 않으므로 주조로 자석을 만든 다음 연삭을 수행합니다.

물질은 자화율과 기호에 따라 반자성체, 상자성체, 강자성체로 나뉩니다.

다이아몬드는 음의 자화율을 가지고 있습니다. 그들의 자화는 적용된 자기장과 반대 방향으로 진행됩니다. 이것은 이 분야의 약화로 이어진다. 반도체(Si, Ge), 유전체(고분자), 일부 비전이금속(Be, Cu, Ag, Pb)은 반자성체입니다.

상자성 자석은 외부 자기장의 영향으로 발생하는 자화가 낮습니다. 상자성체는 K, Na, Al 및 전이 금속 Mo, W, Ti입니다.

강자성체는 높은 자화율을 특징으로 합니다. 여기에는 철, 코발트, 니켈 및 가돌리늄이 포함됩니다. 특성: 잔류 유도 Vg, 보자력 Hc 및 투자율 m = V/N.

잔류 유도 - 자화 및 추가 소자의 결과로 샘플에 남아있는 자기 유도.

보자력 - 자기를 제거하기 위해 샘플에 적용되는 반대 부호의 자기장의 강도.

투자율은 자화 강도의 주요 특성입니다. 15차 자화 곡선 B = f(H)에 대한 기울기 각도의 접선을 결정하면 투자율을 계산할 수 있습니다. YUNDK18 합금은 19-8.5% Ni, 9.5-14% Al, 15-3% Co 및 4-XNUMX% Cu를 포함합니다.

연자성강(전기강)(1212, 1311, 1511, 2011, 2013, 2211, 2312, 2412, 3415, 3416, 79NM, 81NMA)은 DC 및 AC 자기 코어의 제조에 사용됩니다. 그들은 DC 기계의 전기자 및 극, 비동기 모터의 회전자 및 고정자 등을 제조하기위한 것입니다.

상자성강(17Kh18N9, 12Kh18N10T, 55G9N9Kh3, 40G14N9F2, 40Kh14N9Kh3YuF2 등)은 전기 공학, 기기 제작, 조선 및 특수 기술 분야에서 필요합니다.

이 강의 단점은 낮은 항복강도(150-350 MPa)로 인해 고하중 기계 부품에 사용하기 어렵습니다.

19. 제품 작동에서 기계적 및 물리적 특성의 가치

금속의 특성은 물리적, 화학적, 기계적 및 기술적 특성으로 나뉩니다. 물리적 특성에는 색상, 비중, 가용성, 전기 전도도, 자기 특성, 열전도율, 열용량, 가열 시 팽창성 등이 있습니다.

화학적 - 산화성, 용해도 및 내식성. 기계적 - 강도, 경도, 탄성, 점도, 가소성.

기술적 인 - 경화성, 유동성, 연성, 용접성, 기계 가공성.

금속의 강도는 무너지지 않고 외력의 작용에 저항하는 능력입니다. 경도는 다른 더 단단한 물체가 침투하는 데 저항하는 물체의 능력입니다. 탄성 - 모양의 변화(변형)를 유발하는 외력의 작용이 종료된 후 모양을 복원하는 금속의 특성.

점도는 빠르게 증가하는(충격) 외부 힘에 저항하는 금속의 능력입니다. 점도는 취성의 반대 속성입니다.

가소성은 금속이 외부의 힘에 의해 파괴되지 않고 변형되고 힘이 멈춘 후에도 새로운 형태를 유지하는 성질입니다. 가소성은 탄성의 반대 속성입니다.

금속을 테스트하는 현대적인 방법은 기계적 테스트, 화학 분석, 스펙트럼 분석, 금속학 및 X선 분석, 기술 샘플, 결함 감지입니다. 이 테스트는 금속의 성질, 구조, 구성 및 특성에 대한 아이디어를 얻고 완제품의 우수한 품질을 결정할 수 있는 기회를 제공합니다.

기계적 테스트는 산업에서 가장 중요합니다.

기계, 메커니즘 및 구조의 세부 사항은 하중을 받는 상태에서 작동합니다. 부품에 가해지는 하중은 다양한 유형이 있습니다. 일부 부품에는 한 방향으로 지속적으로 작용하는 힘이 가해지고, 다른 부품에는 충격이 가해지며, 다른 부품에서는 힘의 크기와 방향이 다소 자주 변경됩니다.

기계의 일부 부품은 부식 작용으로 고온에서 하중을 받습니다. 이러한 부품은 어려운 조건에서 작동합니다.

이에 따라 기계적 특성을 결정하는 데 도움이 되는 다양한 금속 테스트 방법이 개발되었습니다. 가장 일반적인 테스트는 정적 인장, 동적 및 경도 테스트입니다.

정적 테스트는 테스트되는 금속에 일정한 힘을 가하거나 매우 느리게 증가하는 힘을 받는 테스트입니다.

동적 테스트는 테스트 중인 금속이 매우 빠르게 증가하는 충격이나 힘을 받는 테스트입니다.

또한 어떤 경우에는 피로, 크리프 및 마모 테스트가 수행되어 금속 특성을 보다 완벽하게 파악할 수 있습니다.

기계적 성질은 충분한 강도입니다. 금속은 다른 재료에 비해 강도가 높기 때문에 기계, 메커니즘 및 구조물의 하중 부품은 일반적으로 금속으로 만들어집니다.

스프링 및 스프링 제조에는 고탄성 특수강 및 합금이 사용됩니다.

금속의 가소성으로 인해 압력(단조, 압연)으로 가공할 수 있습니다.

물리적 특성. 항공기, 자동차 및 철도 차량 구조에서 부품의 무게는 종종 가장 중요한 특성이므로 알루미늄 및 마그네슘 합금이 특히 유용합니다.

일부 알루미늄 합금의 비강도는 연강보다 높습니다. 가용성은 용융 금속을 주형에 부어 주물을 만드는 데 사용됩니다. 저융점 금속(납)은 강철의 경화 매체로 사용됩니다. 일부 복합 합금은 뜨거운 물에 녹는 낮은 융점을 가지고 있습니다. 이러한 합금은 화재로부터 보호하는 장치에서 인쇄 매트릭스를 주조하는 데 사용됩니다.

전기 전도성이 높은 금속은 전기 공학, 전력선 건설에 사용되며 전기 저항이 높은 합금은 백열 전기 히터에 사용됩니다.

금속의 자기 특성은 전기 공학(전기 모터, 변압기), 전기 기기(전화 및 전신기)에서 주요 역할을 합니다.

금속의 열전도율은 압력 처리, 열처리를 위한 균일한 가열을 가능하게 합니다. 그것은 납땜 금속, 용접의 가능성을 제공합니다.

화학적 특성. 내식성은 고도로 산화된 환경에서 작동하는 제품(그레이트 그릴, 화학 산업 기계 부품)에 특히 중요합니다. 높은 내식성을 얻기 위해 특수 스테인리스강, 내산강, 내열강을 생산하고 있으며, 제품에도 보호 코팅을 하고 있습니다.

20. 금속 합금의 상의 유형. 위상 규칙; 지렛대 규칙

상태 다이어그램은 농도와 온도에 따라 연구 중인 시스템의 합금 상태를 그래픽으로 나타낸 것입니다.

모든 합금에 대한 연구는 해당 시스템의 상태 다이어그램을 구성하고 분석하는 것으로 시작됩니다. 상태 다이어그램을 통해 합금의 위상과 구조적 구성 요소를 연구할 수 있습니다. 상태 다이어그램을 사용하여 열처리 및 그 모드, 주조 온도, 열간 소성 변형 가능성을 설정할 수 있습니다.

모든 시스템에서 평형 상태에 있는 상의 수는 내부 및 외부 조건에 따라 다릅니다. 시스템에서 발생하는 모든 변화의 법칙은 일반 평형 법칙의 적용을 받으며, 이를 위상 법칙 또는 깁스 법칙이라고 합니다. 위상 규칙은 시스템의 자유도 수 C(분산), 구성 요소 K의 수 및 평형 상태에 있는 시스템 Ф의 위상 수 사이의 관계를 나타냅니다.

자유도를 독립적인 열역학적 매개변수라고 하며, 임의의(특정 간격으로) 값을 주어 위상 상태가 변경되지 않도록 할 수 있습니다(이전 위상은 사라지지 않고 새 위상은 나타나지 않음).

일반적으로 금속 및 합금의 모든 변형은 일정한 대기압에서 발생합니다. 그런 다음 위상 규칙은 다음과 같이 작성됩니다. C \u1d K-F + XNUMX.

위상 규칙 방정식을 사용하면 상태 다이어그램 구성의 정확성을 수정할 수 있습니다.

상은 물질의 화학적 조성이나 구조가 갑자기 변하는 경계면에 의해 시스템의 다른 부분(상)과 분리되는 시스템의 균질한 부분입니다.

균질한 액체는 단상 시스템이고, 두 결정의 기계적 혼합물은 XNUMX상 시스템입니다. 각 결정은 조성이나 구조가 서로 다르고 계면에 의해 서로 분리되기 때문입니다.

구성 요소는 시스템을 구성하는 물질입니다.

상태 다이어그램의 구성은 다양한 실험 방법으로 수행됩니다. 열 분석이 자주 사용됩니다. 이 시스템의 여러 합금은 구성 요소의 서로 다른 질량비로 선택됩니다. 합금은 내화성 도가니에 배치되고 용광로에서 가열됩니다. 합금 용융 후 합금이 담긴 도가니는 천천히 냉각되고 냉각 속도는 고정됩니다. 얻은 데이터를 기반으로 열 곡선이 시간-온도 좌표로 작성됩니다. 측정 결과 상변태 온도에서 변곡점과 온도 정지점이 관찰되는 일련의 냉각 곡선을 얻었다. 비위상 변환에 해당하는 온도를 임계점이라고 합니다. 결정화의 시작에 해당하는 점을 액상선점, 결정화가 끝나는 지점을 고상선점이라고 합니다. 연구 중인 시스템의 다양한 합금에 대해 얻은 냉각 곡선을 기반으로 위상 다이어그램이 좌표로 구성됩니다. 가로축을 따라 - 세로축을 따라 구성 요소의 농도 - 온도.

결정화 과정에서 상의 농도와 각 상의 양이 변한다. 다이어그램의 임의의 지점에서 합금에 두 개의 상이 동시에 존재할 때 두 상의 양과 농도를 결정할 수 있습니다. 이를 위해 레버리지 규칙 또는 세그먼트 규칙이 사용됩니다.

세그먼트 규칙. 이 다이어그램은 구성 요소가 상호 용해도가 무시할 수 있는 실질적으로 순수한 입자의 혼합물을 형성하는 합금을 다룹니다. 가로축은 합금에서 성분 B의 백분율을 나타냅니다.

다이어그램에서 합금의 상 구조는 온도에 따라 다릅니다. 구성 요소가 서로에 대한 열역학적 작용으로 액체 상태로의 전이 온도가 감소하여 각 구성 요소 쌍에 대해 결정된 조성에서 특정 최소값에 도달합니다. 합금의 조성은 점 C를 가로축(점 Ve)에 투영하여 결정할 수 있습니다. 최소 온도에서 녹는 두 성분의 합금을 공융 또는 공융이라고 합니다.

공융은 두 성분의 동시에 결정화된 작은 입자의 균일한 혼합물입니다. 두 성분이 동시에 녹거나 결정화되는 온도를 공융 온도라고 합니다.

결정화 동안 주어진 구성 요소 시스템의 합금의 양적 변화는 세그먼트 규칙을 따릅니다.

단계에서 구성 요소의 농도를 결정하기 위해 이 영역을 제한하는 선과 교차할 때까지 합금 상태를 특성화하는 주어진 지점을 통해 수평선을 그립니다. 농도 축에 대한 교차점의 투영은 상의 구성을 보여줍니다.

주어진 점을 통해 수평선을 그리면 위상의 양적 비율을 결정할 수 있습니다. 주어진 점과 상의 구성을 결정하는 점 사이의 이 선분은 이 상의 양에 반비례합니다.

이중 상태 다이어그램의 세그먼트 규칙은 XNUMX상 영역에서만 사용됩니다. 단상 영역에는 단 하나의 위상만 있습니다. 지역 내의 모든 지점은 집중을 특징짓습니다.

21. 대체 및 삽입의 고용체; 중간 단계; 상부구조

고용체는 합금 구성 요소 중 하나가 결정 격자를 유지하고 다른 구성 요소의 원자가 첫 번째 구성 요소의 격자에 위치하여 치수(주기)를 변경하는 상입니다. 두 가지 구성 요소로 구성된 고용체는 한 가지 유형의 격자를 가지며 하나의 상을 나타냅니다.

대체 고용체와 틈새 고용체를 구별하십시오. 대체 고용체가 형성되면 용해된 성분의 원자가 결정 격자에서 용매의 일부 원자를 대체합니다.

순수한 금속이 결정화되는 동안 시스템에는 액체(용융 금속)와 고체(응고된 금속 알갱이)의 두 단계가 있습니다. 단단한 합금에서 상은 순수한 금속 입자, 고용체 입자 및 화합물 입자입니다.

액체 상태의 모든 금속은 어떤 비율로든 서로 용해됩니다. 용해의 결과, 한 금속의 원자가 다른 금속의 원자 사이에 균일하게 분포된 균질한 액체 용액이 형성됩니다.

원자 크기가 크게 다른 일부 금속은 액체 상태에서 용해되지 않으며 일부 금속은 제한된 정도로 액체 상태에서 용해됩니다.

응고 중 합금 형성에서 구성 요소의 다양한 상호 작용이 가능합니다.

결정화 과정에서 균질 원자 사이의 상호 작용력이 이종 원자 사이의 상호 작용력보다 큰 것으로 판명되면 결정화 후 순수한 금속 입자로 구성된 기계적 혼합물이 형성됩니다. 이 경우 하나의 순수 금속 입자와 그 옆에 다른 순수 금속 입자가 경질 합금에 존재합니다. 이러한 형태의 상호작용은 합금에 포함된 금속의 특성에 큰 차이가 있을 때 발생합니다.

합금을 구성하는 물질 간의 상호 작용의 또 다른 형태는 고용체의 형성입니다.

고용체는 구성 요소 간의 비율이 변할 수 있는 고체상입니다. 고체 용액에서는 순수한 금속과 마찬가지로 공간의 원자가 규칙적으로 배열되어 결정 격자를 형성합니다. 이것이 액체 용액과 구별되는 점입니다. 고용체에서 합금을 구성하는 물질 중 하나는 결정 격자를 유지하고 결정 구조를 잃은 두 번째 물질은 첫 번째 결정 격자에 개별 원자 형태로 분포됩니다. 첫 번째 물질은 용매이고 두 번째 물질은 용해성입니다. 성질에 따라 용해성 원소의 원자 분포는 틈새, 치환 및 빼기의 고용체를 구별합니다. 고용체의 종류에 관계없이 단일상이고 다양한 농도로 존재한다는 공통점이 있습니다. 고용체는 금속 결합이 특징입니다. 틈새 고용체에서 용해성 원소의 원자는 용매 금속의 결정 격자에 분포되어 원자 사이의 위치를 ​​차지합니다.

이전에 금속에서 결정 격자의 원자는 서로 가깝게 위치하고 그들 사이의 공극이 작다는 것이 주목되었습니다. 매우 작은 크기의 원자만이 그러한 공극에 수용될 수 있습니다.

일부 준금속(수소, 질소, 탄소, 붕소)은 원자 크기가 가장 작아 금속과 틈새 고용체를 형성합니다. 그러나 이러한 원소의 경우에도 원자의 크기는 금속의 결정 격자에서 원자간 간격의 크기를 다소 초과하므로 격자간 고용체가 형성되면 격자가 왜곡되고 응력이 발생합니다. 이 경우 간질 고용체의 농도는 높을 수 없으며 거의 ​​1-2%를 초과하지 않습니다.

대체 고용체에서 가용성 원소의 원자는 기본 금속의 원자를 대신합니다. 외부 원자는 어느 곳에서나 용매의 원자를 대체할 수 있으므로 이러한 용액을 무질서한 고용체라고 합니다. 용해성 원소의 원자 크기는 용매 원자의 크기와 다르므로(크거나 작음), 치환 고용체 형성 시 용매 금속의 결정 격자가 기본 구조를 잃지 않고 약간 왜곡됨 .

대체 솔리드 솔루션은 제한적이고 무제한일 수 있습니다. 무한한 용해도의 조건 중 하나는 크기 계수입니다. 원자 반경의 차이가 클수록 용해도는 작아집니다.

치환 고용체의 온도가 감소하면 원자 재분배 과정이 발생할 수 있으며 그 결과 용해된 원소의 원자가 용매 격자에서 엄격하게 정의된 위치를 차지하게 됩니다. 이러한 고용체를 질서 고용체라고 하며, 이들의 구조를 상부구조라고 합니다.

무질서한 상태가 질서 있는 상태로 전환되는 온도를 쿠르나코프점이라고 합니다. 주문된 고용체는 더 큰 경도, 더 낮은 가소성 및 전기 저항을 특징으로 합니다. 그들은 고용체와 화합물 사이의 중간 단계로 간주될 수 있습니다.

22. 액체 및 고체 상태에서 무제한 용해도를 갖는 시스템; eutectic, peritectic 및 monotectic 시스템. 구성요소 다형성 및 공석 변환이 있는 시스템

고체 상태에서 완전한 상호 용해는 두 구성 요소가 동일한 결정 격자를 갖고 구성 요소의 원자 직경이 크기가 거의 다를 때 가능합니다. 이러한 다이어그램은 단순한 형태를 가지며 순수한 성분 A와 B의 결정화 지점에서 교차하는 두 개의 액상선과 고상선으로 구성됩니다. 모든 합금은 특정 온도 범위(C = 1)에서 응고됩니다.

결정화 공정이 일반적으로 주조 부품 및 잉곳 생산 중에 발생하는 가속 냉각 조건에서 진행되는 경우 t 이상의 온도에서 석출된 결정 조성의 확산 평준화₃, 발생할 시간이 없기 때문에 개별 결정뿐만 아니라 각각의 결정에서도 불평등 한 구성이 얻어집니다. 결정의 내부 부분은 내화 성분 B가 더 풍부하고 외부 부분은 성분 A가 더 풍부합니다. 이러한 화학 조성의 불균일 현상을

잉곳 표면의 첫 번째 결정은 성분 B가 풍부하고, 잉곳의 중간에 형성된 마지막 결정은 성분 A가 풍부합니다. 결과적으로 잉곳에서 거대 편석이 발생합니다.

분리는 특히 유해한 불순물이 고르지 않게 분포된 경우 부정적인 역할을 합니다. 유해한 불순물의 함량이 증가하면 부품이 조기에 파손될 수 있습니다.

상 다이어그램이 있으면 모든 합금의 상 변형을 추적하고 모든 온도에서 상의 조성 및 정량적 비율을 나타낼 수 있습니다. 이것은 두 가지 간단한 규칙으로 수행됩니다.

석출된 결정의 화학적 조성은 온도가 감소함에 따라 x에서 고상선을 따라 변합니다._е 최대 x_с. 동시에, 액상의 조성은 x에서 액상선을 따라 변합니다._с 최대 x_i 이것은 상의 구성(농도 규칙)과 상의 양적 비율(세그먼트 규칙)을 결정하기 위한 규칙을 공식화하는 근거를 제공합니다.

구성 요소: A 및 B; 위상: W,α,β, 여기서 α는 성분 A의 결정 격자에 있는 성분 B 원자의 고용체이고 β는 성분 B의 결정 격자에 있는 성분 A 원자의 고용체입니다.

이 세 단계의 상호 작용에 따라 두 가지 유형의 다이어그램이 가능합니다. 공융이 있는 다이어그램과 포정이 있는 다이어그램입니다.

공융이 있는 상태 다이어그램. ALL 라인은 액상선이고 EVSKE 라인은 고상선입니다. VM 및 CG 선은 성분의 용해도 제한을 보여줍니다. 이전 사례에서와 같이 모든 합금의 결정화 과정은 위상 규칙과 세그먼트 규칙을 사용하여 따를 수 있습니다.

시스템은 특정 외부 조건(온도 및 압력)에서 평형을 이루는 고체 또는 액체 상태의 일련의 상입니다.

다른 동소체 형태는 일반적으로 그리스 알파벳 α, β, γ의 문자로 표시되며 요소를 나타내는 기호에 인덱스로 추가됩니다. 가장 낮은 온도에서 안정한 동소체 형태는 더 높은 온도에서 존재하는 문자 α, β, 그 다음 γ로 표시됩니다. 압력 변화로 인한 동소체 변형의 예는 흑연과 다이아몬드의 형태로 존재할 수 있는 탄소의 결정 구조의 변형입니다. 다형성은 실제적으로 매우 중요합니다. 이 현상을 이용하여 열처리를 통해 합금을 강화하거나 연화시키는 것이 가능하다.

구성 요소 중 하나 또는 둘 모두가 다형성 변형을 갖는 합금이 실제적으로 매우 중요합니다. 이러한 합금에서는 열처리의 결과로 새로운 특성을 가진 준안정 상태의 구조를 얻을 수 있습니다.

특정 온도 범위에서 이 시스템의 모든 합금을 결정화한 후 고용체 γ가 형성되며, 이는 온도가 t 이하로 떨어지면₃ 공석 변형 γ를 겪습니다._C → 에이_E + β

두 개의 고체상의 결과 혼합물을 공석이라고 합니다. 고용체 α 및 β에서 성분의 다양한 용해도로 인해 추가 냉각 후 고용체 β의 XNUMX차 침전이 뒤따릅니다._II 그리고 α_II.

일부 원소는 외부 조건(온도 및 압력)의 변화에 ​​따라 결정 구조, 즉 결정 격자 유형을 수정합니다. 외부 조건에 따라 다양한 결정 형태의 물질 존재는 자유 에너지 공급이 적은 상태로 가는 경향에 의해 결정됩니다. 이 현상을 다형성(polymorphism) 또는 동소성(allotropy)이라고 합니다. 격자의 각 유형은 동소체 수정 또는 수정을 나타냅니다. 각 수정에는 안정적인 자체 온도 범위가 있습니다.

금속의 다형성 변형에서 온도가 가장 중요합니다. 하나의 동소체에서 다른 동소체로의 변환은 다형성 변태 온도라고 하는 일정한 온도에서 발생하며 용융 응고 또는 증발 응축 현상과 유사한 열 효과를 동반합니다. 이는 결정 격자의 재배열에 일정량의 에너지를 소비해야 하기 때문입니다.

원자량과 그에 따른 다양한 수정의 총 에너지는 원칙적으로 거의 다르지만 예외가 있습니다.

23. 삼중 공융이 있고 고체 상태에서 구성 요소의 용해도가 거의 완전히 없는 시스템; 등온 및 다열 섹션

이원 합금의 상태 다이어그램은 평면에 작성됩니다. 구성 요소의 농도는 가로축을 따라 표시되고 삼원 합금의 온도는 세로축을 따라 표시됩니다. 더 일반적인 것은 공간 이미지입니다.

집중 삼각형이라고 하는 정삼각형이 다이어그램의 밑면으로 사용됩니다. 온도는 농도 삼각형의 평면에 수직인 축을 따라 표시됩니다. 삼각형의 꼭짓점은 연구 중인 시스템의 순수 성분 A, B, C에 해당하는 농도에 해당합니다.

삼각형의 측면에는 A-B, B-C, C-A에 해당하는 두 성분의 농도가 표시됩니다. 삼각형 내부의 각 점은 특정 삼원 합금의 조성에 해당합니다. 합금의 조성은 정삼각형의 잘 알려진 정리에 따라 결정되며, 삼각형 내부에 있는 임의의 점 K에서 그 변으로 떨어지는 세 수직선의 합은 삼각형의 높이와 같습니다.

삼각형의 높이는 100%로 간주되며 수직선 Ka, Kc 및 Kb는 삼원 합금의 개별 구성 요소 농도를 특성화합니다. 각 성분의 양은 반대쪽으로 낮아진 수직선의 값에 의해 결정됩니다. 즉 성분 C의 양은 수직선 Kc, 성분 A-Ka, 성분 B-Kb에 의해 결정됩니다.

더 자주 합금의 구성은 수직선의 값이 아니라 삼각형의 측면에 평행 한 선, 즉 삼각형의 측면에서 절단 된 세그먼트의 값에 의해 결정됩니다. 세그먼트 Aa, Be 및 CJ 세그먼트 Ad는 성분 B, 세그먼트 Be-성분 C 및 세그먼트 C ^ 성분 A의 농도에 해당합니다. 농도는 시계 방향으로 결정되지만 반대 방향으로도 결정될 수 있습니다 방향.

삼원 합금의 구성 요소 상호 작용은 이중 구성 요소와 유사합니다. 기계적 혼합물, 고용체 및 화학적 화합물의 형성이 가능합니다. 공융 및 포정 반응, 다형 변형이 가능합니다. 차이점은 이진 시스템에서는 변형이 선과 점으로 표시되고 삼원 시스템에서는 평면과 선으로 표시된다는 것입니다. 예를 들어, 액상선이 아니라 액상선(혹은 고상선)면, 공융선이 아니라 공융면. 이중 공융의 구성은 점이 아니라 선에 의해 결정됩니다. 그리고 삼중 공정만이 삼각형의 평면에 한 점에 의해 투영됩니다. 이 모든 것은 세 가지 구성 요소의 합금 상태에 대한 두 가지 일반적인 다이어그램을 연구하여 추적할 수 있습니다.

이중 다이어그램과 달리 삼항 다이어그램을 사용하면 일반적으로 XNUMX성분 이상인 실제 기술 합금의 위상 및 구조 분석을 수행할 수 있습니다.

삼원 시스템의 모델은 정삼각형 위에 놓인 삼면체 프리즘입니다. 프리즘의 윗부분은 액상선 표면입니다. 세 가지 구성 요소가 모두 액체 상태와 고체 상태 모두에서 무한히 용해되는 삼원 시스템에서 액상선 표면은 가장 단순한 형태를 가집니다. 즉, XNUMX면에서 절단된 렌즈콩 곡물의 표면입니다. 다른 모든 경우에 이 표면은 여러 개의 교차 표면으로 구성된 복잡한 것으로 판명되므로 XNUMX원 시스템 연구는 특정 방법론적 어려움을 나타냅니다.

삼면체 프리즘의 밑면은 정삼각형으로 이원계 상태도의 측면에 농도가 표시되어 있고 높이는 온도입니다. 정삼각형의 선택은 모든 구성 요소의 농도가 동일한 눈금으로 표시될 수 있다는 사실로 설명됩니다. 이 삼각형의 정점에는 합금의 성분 A, B 및 C, 즉 각각 100% A, 100% B 및 100% C가 있습니다. XNUMX성분 합금의 농도는 삼각형의 각 변에 표시하고 XNUMX성분 합금의 농도는 삼각형 영역 내의 점으로 표시합니다.

삼원 합금의 농도를 결정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 구성 요소 A의 백분율을 결정하려면 구성 요소 A의 측면과 교차 할 때까지 삼각형의 반대쪽 (BC)에 평행 한 점 K에서 선을 그려야합니다. 구성 요소 B의 백분율을 찾으려면 측면 AB-구성 요소 B의 눈금과 교차 할 때까지 점 K에서 반대편 (AC)에 평행 한 선을 그려야합니다. 비슷한 방식으로 구성 요소 C의 백분율을 설정할 수 있습니다. 총 농도 A + B + C \u100 XNUMXd XNUMX%.

삼원 시스템의 상 변환을 설명하기 위해 수직(다열) 및 수평(등온) 섹션이 사용됩니다. 각 수평 섹션은 선택한 온도에서 평형 상태를 특성화하고 정량적 계산에 사용할 수 있습니다. 상의 평형 조성을 나타내는 점은 단면 평면에 있습니다. 수직 단면은 특정 범위의 성분 농도에 대해 가열 또는 냉각하는 동안 합금의 상 변형 순서를 보여줍니다. 이 횡단면에서 상의 평형 구성에 대한 정보는 없습니다.

24. 지렛대의 법칙과 삼각형의 무게중심

상 다이어그램을 사용하여 모든 온도에 대해 상 수뿐만 아니라 구성 및 정량 비율을 결정할 수 있습니다. 이렇게하려면 세그먼트 규칙 (지레의 규칙)을 적용하십시오.

이 규칙은 합금이 XNUMX상 상태에 있는 다이어그램에 사용할 수 있습니다. 세그먼트의 첫 번째 규칙은 단계의 구성을 결정하는 것입니다.

다이어그램에서 합금의 상 구조는 온도에 따라 다릅니다. 구성 요소가 서로에 대한 열역학적 작용으로 액체 상태로의 전이 온도가 감소하여 각 구성 요소 쌍에 대해 결정된 조성에서 특정 최소값에 도달합니다. 합금의 조성은 점 C를 x축(점 B 3)에 투영하여 결정할 수 있습니다. 최소 온도에서 녹는 두 성분의 합금을 공융 또는 공융이라고 합니다. 공융은 두 성분의 동시에 결정화된 작은 입자의 균일한 혼합물입니다. 두 성분이 동시에 녹는 온도를 공정 온도라고 합니다.

상태 다이어그램에서 합금이 액체 상태에 있는 온도보다 높은 온도는 액상선이라고 하는 DIA 선에 있습니다. 결정화 동안 합금의 액체에서 고체 상태로의 전이는 DCE 고상선에 해당하는 액상선과 공정 온도 사이의 온도 범위에서 발생합니다. 이 경우, 각 합금에서 온도가 감소함에 따라 처음에는 그 양이 공정 농도를 초과하는 성분이 고상으로 이동합니다. 과공정 합금에서 XNUMX상 영역 ACD는 과잉 성분 A와 액상 G를 포함하고, 과공정 영역 BSE에는 각각 고체 B와 액체 액상이 있습니다. 두 경우 모두 G상은 두 성분의 액체 용액입니다.

온도가 낮아지고 가까워질수록 미결정상의 조성은 공융에 가까워지며, 이 경우 합금과 공융과 조성의 차이가 적을수록 액상점이 낮아지고 더 많은 공융이 응고된다.

결정화 동안 주어진 구성 요소 시스템의 합금의 양적 변화는 세그먼트 규칙을 따릅니다. 특성이 의존하는 각 구조 구성 요소의 양은 공정 온도와 관련된 세그먼트 규칙으로 계산할 수 있습니다. 강도 특성을 평가할 때 공융으로 표시되는 합금 부분이 초과 상의 큰 입자로 표시되는 부분보다 더 높은 강도를 갖는다는 점을 염두에 두어야 합니다.

점 n에서 다른 온도에서 합금의 상 조성을 결정하기 위해 온도 t에서이 합금의 상태를 특징 짓는 점 n을 통해_n, 이 XNUMX상 영역을 묶은 상태도의 선과 교차할 때까지 수평선(konoda)을 그릴 필요가 있습니다. 교차점 l₂ 그리고₂ 농도 축에 투영됩니다. 점 투영 l₂ 포인트 l₂ 액체상의 구성과 점 s를 보여줍니다.₂ - 포인트들₂ - 고체상. 모든 온도에서 상의 구성을 결정하려면 이 점을 통해 코노드를 그리고 액상선과 고상선의 교차점을 농도 축에 투영해야 합니다. 액상의 조성은 액상 선을 따라 변하고 고상의 조성은 고선을 따라 변합니다.

고상선 아래의 온도에서 고려되는 시스템의 모든 합금의 상 구성은 두 구성 요소인 A+B의 결정립으로 구성됩니다. 공융을 구성하는 모든 합금에는 작은 알갱이 A와 B가 존재하고 아공정 및 과공정 합금에는 각각 구성 요소 A 또는 B와 같은 과도한 상의 큰 알갱이가 있습니다.

세그먼트 규칙의 두 번째 위치를 사용하여 모든 온도에 대한 위상의 정량적 비율을 결정합니다. 상의 수(질량)는 전도된 콘노드의 세그먼트에 반비례합니다.

세그먼트 규칙(레버)을 사용하면 결정화 간격에 있는 합금의 고체 및 액체 상의 조성과 양을 결정할 수 있습니다. 상태 다이어그램에서 주어진 온도에서 특정 합금의 상의 수뿐만 아니라 각 상의 상대적인 양을 결정할 수 있습니다. 상의 수를 결정하기 위해, 예를 들어 72% Sb를 포함하는 합금 Pb-Sb는 주어진 온도에서 72% Sb의 함량에 해당하는 농도 축의 한 점에서 수직선을 그리고 주어진 온도 t에 해당하는 수평선을 그릴 필요가 있습니다._зад. 선의 교차의 결과로 우리는 점 K를 얻습니다. 우리는 다이어그램의 선과 교차 할 때까지 점 K를 통과하는 수평선을 계속하고 점 l과 S를 얻습니다. 점 l은 액체 상태에 해당합니다 합금(액상선에 있음), 점 S는 순수한 안티몬의 고체상 온도에 해당합니다.

레버 규칙.

1. 고체상의 양은 전체 레버의 길이에 대한 액체상에 인접한 암의 길이의 비율과 같습니다.

2. 액체상의 양은 전체 레버의 길이에 대한 고체상에 인접한 암의 길이의 비율과 같습니다.

25. 다양한 유형의 시스템에서 조성에 대한 기계적 및 물리적 특성의 의존성

속성은 다른 재료와의 공통점이나 차이점을 결정하는 재료의 양적 또는 질적 특성입니다.

재료 선택의 기초가되는 운영, 기술 및 비용의 세 가지 주요 속성 그룹이 있으며 사용의 기술적 및 경제적 타당성을 결정합니다.

성능 속성이 가장 중요합니다. 기계 및 제품의 여러 부품의 성능은 일정 수준의 기계적 특성을 제공합니다.

기계적 특성은 외부 하중이 작용할 때 재료의 거동을 특성화합니다. 기계 부품의 하중 조건이 매우 다양하기 때문에 기계적 특성에는 많은 지표 그룹이 포함됩니다.

별도의 기계 부품 그룹의 성능은 기계적 특성뿐만 아니라 화학적 활성 작업 환경의 작용에 대한 저항성에 따라 달라집니다. 이러한 영향이 중요해지면 재료의 물리화학적 특성(내열성 및 내식성)이 결정적입니다.

기계적 특성은 변형, 파괴 또는 파괴 과정에서 거동의 특징에 대한 재료의 저항을 특징으로 합니다. 이 속성 그룹에는 강도, 강성(탄성), 가소성, 경도 및 점도 지표가 포함됩니다. 이러한 지표의 주요 그룹은 표준 크기의 샘플에 대한 실험실 조건에서 결정되는 기계적 특성의 표준 특성입니다. 이러한 테스트 중에 얻은 기계적 특성 지표는 부품 설계 및 작동 조건을 고려하지 않고 외부 하중 하에서 재료의 거동을 평가합니다. 또한, 특정 제품의 서비스 특성과 가장 상관관계가 높은 구조적 강도 지표를 추가로 결정하고, 작동 조건에서 재료의 성능을 평가합니다.

재료의 기계적 특성은 기계적 부하의 영향으로 작동되는 제품에 사용할 가능성을 특징으로 합니다. 이러한 특성의 주요 지표는 강도 매개변수, 경도 및 마찰 특성입니다. 그것들은 재료의 "순수한" 상수는 아니지만 샘플 표면의 모양, 치수 및 상태는 물론 테스트 모드, 주로 로딩 속도, 온도, 매체에 대한 노출 및 기타 요인에 크게 의존합니다. 금속의 높은 경도는 절단 제품 제조에 중요합니다. 대부분의 경우 공구강이 이러한 제품에 사용됩니다.

강도 - 외부 하중의 영향으로 형태가 돌이킬 수없는 변화뿐만 아니라 파괴에 저항하는 재료의 특성. 그것은 물질을 구성하는 원자 입자의 상호 작용력 때문입니다. 두 개의 인접한 원자의 상호 작용 강도는 주변 원자의 영향을 무시하면 두 원자 사이의 거리에 따라 다릅니다.

변형은 재료에서 입자의 상대적인 배열의 변화입니다. 가장 간단한 유형은 장력, 압축, 굽힘, 비틀림, 전단입니다. 변형 - 변형의 결과로 샘플 또는 해당 부품의 모양과 크기가 변경됩니다.

비례의 한계는 응력과 변형률 간의 선형 관계로부터의 편차가 사양에 의해 설정된 특정 값에 도달하는 응력입니다.

재료를 사용할 때 고려하는 재료의 중요한 물성은 밀도, 열용량, 열전도도, 열팽창, 전기전도도이다. 철, 니켈, 코발트 및 그 합금과 페라이트의 특수한 자기 특성으로 인해 페로 및 페리 마그넷과 같은 뛰어난 가치를 지닌 재료 그룹으로 분류되었습니다.

물리적 특성은 원자간 결합의 유형과 재료의 화학적 조성, 온도 및 압력에 의해 결정됩니다. 대부분의 재료 처리 공정에서 압력은 500MPa를 초과하지 않습니다. 이러한 압력은 실제로 물리적 특성 값에 영향을 미치지 않습니다. 재료의 구조에 의존하고 독립적인 물리적 특성이 있습니다. 후자의 값은 재료의 화학적 조성과 온도에 의해서만 결정됩니다.

금속의 물리적 특성 - 색상, 밀도, 융점, 열 및 전기 전도성, 자화 능력 등. 예를 들어 구리는 빨간색 금속이고 균열에서는 분홍색입니다. 은백색 알루미늄; 리드는 밝은 회색입니다. 물리적 특성의 중요한 특성은 전기 전도성입니다. 구리는 은 다음으로 전기 전도성이 가장 높습니다. 알루미늄은 밀도가 낮기 때문에 알루미늄으로 만든 부품과 이를 기반으로 한 합금은 자동차 및 트랙터 건설에 널리 사용됩니다. 전기 전도성이 높은 구리와 알루미늄은 도체(변압기 권선, 전력선)를 만드는 데 사용됩니다. 제품이나 부품의 무게도 중요한 역할을 하며 주된 특징으로 작용합니다.

26. 상태도 분석을 기반으로 특정 목적을 위한 합금 선택

순수 금속은 전기 및 무선 공학(도체, 전기 진공)에 사용됩니다. 기본

구조 재료는 금속 합금입니다. 합금은 둘 이상의 원소(구성 요소)를 융합하여 얻은 물질입니다. 주로 금속 원소로 만들어지고 금속 특성을 갖는 합금을 금속 합금이라고 합니다. 의사 합금 - 소결, 승화, 전기 분해로 생성된 합금.

금속 합금은 분말 야금, 확산 및 기타 방법으로 얻을 수 있습니다. 기술에서 금속 합금의 주된 사용은 순수한 금속보다 기계적, 물리적 및 기술적 특성이 더 가치있는 복합체를 가지고 있다는 사실로 설명됩니다. 합금 이론의 주요 개념은 시스템, 구성 요소, 위상, 분산입니다.

시스템 - 관찰 및 연구를 위해 할당된 기관 그룹. 금속 과학에서 시스템은 금속과 금속 합금입니다. 순수한 금속은 단순한 시스템입니다. 합금은 두 개 이상의 구성 요소로 구성되며 복잡한 시스템입니다.

구성 요소는 시스템을 구성하는 물질이라고 불리며 더 적은 수로 취합니다. 금속 합금에서 구성 요소는 원소(금속 및 비금속) 및 화합물일 수 있습니다.

상은 시스템의 균질한 부분으로, 계면에 의해 시스템의 다른 부분(상)과 분리되어 통과할 때 화학적 조성이나 구조가 갑자기 변합니다. 예를 들어, 순수한 금속의 결정화 동안 시스템에는 액체(용융 금속)와 고체(고체 금속 입자)의 두 단계가 있습니다. 경질 합금에서 상은 순수한 금속 입자, 고용체 입자 및 화합물 입자가 될 수 있습니다.

분산 - 시스템에서 일정한 수의 위상으로 변경할 수 있는 내부 및 외부 요인의 수입니다.

액체 상태의 모든 금속은 어떤 비율로든 서로 용해됩니다. 용해의 결과, 한 금속의 원자가 다른 금속의 원자 사이에 균일하게 분포된 균질한 액체 용액이 형성됩니다. 이 상호 작용으로 인해 실제로 합금의 물질을 균일하게 분포시키기 위해 원칙적으로 용융에 의존합니다. 극소수의 금속, 주로 원자의 크기가 매우 다른 금속만이 액체 상태에서 용해되지 않습니다. 또한 액체 상태에서 제한된 정도로 용해되는 금속은 거의 없습니다. 응고 중 합금 형성에서 구성 요소의 다양한 상호 작용이 가능합니다. 결정화 과정에서 균질 원자 사이의 상호 작용력이 이종 원자 사이의 상호 작용력보다 큰 것으로 판명되면 결정화 후 순수한 금속 입자로 구성된 기계적 혼합물이 형성됩니다. 이 경우 하나의 순수 금속 입자와 그 옆에 다른 순수 금속 입자가 경질 합금에 존재합니다. 이러한 형태의 상호작용은 합금에 포함된 금속의 특성에 큰 차이가 있을 때 발생합니다.

합금을 구성하는 물질 간의 상호 작용의 또 다른 형태는 고용체의 형성입니다.

고용체는 구성 요소 간의 비율이 변할 수 있는 고체상입니다. 고체 용액에서는 순수한 금속과 마찬가지로 공간의 원자가 규칙적으로 배열되어 결정 격자를 형성합니다. 이것이 액체 용액과 구별되는 점입니다. 고용체에서 합금을 구성하는 물질 중 하나는 결정 격자를 유지하고 결정 구조를 잃은 두 번째 물질은 첫 번째 결정 격자에 개별 원자 형태로 분포됩니다. 첫 번째 물질은 용매이고 두 번째 물질은 용해성입니다. 용해성 원소의 원자 분포 특성에 따라 간질, 치환 및 뺄셈의 고용체가 구별됩니다.

고용체는 또한 구성 요소의 용해도에 따라 구성 요소의 용해도가 제한된 용액과 용해도가 무제한인 용액으로 나뉩니다.

상태 다이어그램의 구성은 다양한 실험 방법으로 수행됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 열 분석입니다. 이 방법의 실험적 본질은 다음과 같다. 이 시스템의 여러 합금은 구성 요소의 다른 질량 비율로 선택됩니다.

합금 - 고체 상태의 구성 요소를 용해하는 것이 불가능할 때 형성되는 기계적 혼합물이 있습니다. 이러한 구성 요소는 화학 반응을 통해 화합물을 형성할 수 없습니다. 기계적 혼합물에는 특성과 구조가 다른 요소가 포함됩니다. 합금의 조성에는 결정 격자를 형성하는 구성 요소의 결정이 포함됩니다.

화학 화합물은 서로 다른 원자를 포함하는 서로 다른 원소로 형성된 합금으로, 그 사이의 상호 작용력은 균질한 원자 사이보다 훨씬 높습니다.

27. 철의 구조와 성질 준안정하고 안정적인 철-탄소 상 다이어그램. 탄소강 구조의 형성. 구조별 강철의 탄소 함량 측정

철과 탄소의 합금은 가장 일반적인 금속 재료입니다. 철-탄소 상태 다이어그램은 철-탄소 합금(강 및 주철)의 구조에 대한 아이디어를 제공합니다.

순수한 철은 은빛이 도는 가벼운 금속으로 산화에 거의 영향을 받지 않습니다. 원자 번호 26, 원자량 55,85. 기술적으로 순수한 철에는 모든 불순물이 0,10-0,15% 포함되어 있습니다. 철의 성질은 순도에 따라 다릅니다. 융점 - 1539 ° C, 밀도 - 7,85 g / cm³. 철은 경도와 강도가 낮고 연성이 좋습니다. 순철은 주철이나 강철보다 내구성이 떨어집니다.

철은 금속-대체 용액, 탄소, 질소 및 수소-간질 용액과 같은 많은 요소로 용액을 형성합니다. 철에서 탄소의 용해도는 철의 결정 형태에 따라 달라집니다.

탄소가 철에 용해되면 고용체가 형성됩니다. 페라이트는 철의 저온 개질에 탄소를 용해시켜 얻은 용액입니다. 낮은 경도와 높은 연성이 특징입니다. 철의 고온 개질에 용해된 탄소는 소성 오스테나이트를 형성합니다.

탄소는 복잡한 입방 격자를 가진 다이아몬드 형태와 단순한 육각형 격자를 가진 흑연 형태의 두 가지 변형 형태로 자연에서 발생합니다.

시멘타이트는 탄소가 6,67% 함유된 탄화철입니다. 부서지기 쉽고 단단합니다. 금속에 다량의 규소가 존재하는 경우, 시멘타이트의 형성이 일어나지 않는다. 이 경우 탄소는 흑연(회주철)으로 변환됩니다.

다이어그램 Fe - C(시멘타이트)의 탄소 함량은 6,67%로 제한됩니다. 이 농도에서 화학적 화합물인 탄화철(Fe)이 형성되기 때문입니다._зC) 또는 이 도표의 두 번째 구성요소인 시멘타이트.

Re-Fe계₃C는 준안정적이다. 흑연 대신 시멘타이트의 형성은 자유 에너지의 더 적은 이득을 제공하지만 탄화철의 운동 형성은 더 가능성이 높습니다.

지점 A(1539 °C)는 철의 융점에 해당하고 지점 D(1500 °C)는 시멘타이트의 융점에 해당하며 지점 N(1392 °C)과 G(910 °C)는 다형성 변형에 해당합니다.

철-탄소 합금은 철강 및 주철이며 기계 공학 및 현대 기술에서 사용되는 주요 재료입니다.

철강은 기계 부품, 항공기, 기구, 각종 도구 및 건축 구조물의 제조에 널리 사용되는 주요 금속 재료입니다. 철강의 광범위한 사용은 기계적, 물리화학적 및 기술적 특성이 복잡하기 때문입니다.

강철은 높은 강성과 정적 및 주기적 강도를 결합합니다. 이러한 매개 변수는 탄소 농도, 합금 원소 및 열처리 및 화학 열처리 기술을 변경하여 변경됩니다. 화학 조성을 변경함으로써 다양한 특성을 가진 철강이 얻어지고 기술 및 국가 경제의 많은 분야에서 사용됩니다.

탄소강은 탄소 함량, 목적, 품질, 탈산도 및 평형 상태의 구조에 따라 분류됩니다.

탄소 함량에 따라 강철은 저탄소(< 0,3% C), 중간 탄소(0,3-0,7% C) 및 고탄소(> 0,7% C)로 나뉩니다.

철강은 용도에 따라 구조용강과 공구강으로 분류됩니다. 구조용 강철은 건물 구조, 기계 부품 및 장치의 제조를 위한 가장 광범위한 그룹을 나타냅니다. 이러한 강철에는 시멘트 강화 강철, 개선된 고강도 강철 및 스프링 하중 강철이 포함됩니다. 공구강은 절삭용 강, 측정 공구, 냉간 및 고온(최대 200°C) 변형의 다이로 나뉩니다.

철강은 품질에 따라 보통 품질, 고품질, 고품질로 분류됩니다. 강철의 품질은 생산의 야금학적 공정에 의해 결정되는 일련의 특성입니다. 강철의 화학적 조성, 구조 및 특성의 균일성과 제조 가능성은 주로 가스(산소, 수소, 질소) 및 유해한 불순물(황 및 인)의 함량에 따라 달라집니다. 가스는 잠복하고 정량적으로 불순물을 결정하기 어려우므로 유해한 불순물 함량에 대한 표준은 강재를 품질별로 분리하는 주요 지표 역할을합니다. 일반 품질의 강철은 탄소 (최대 0,5 % C), 고품질 및 고품질-탄소 및 합금입니다. 탈산의 정도와 응고의 성질에 따라 강은 고요, 반고요, 비등으로 분류된다.

합금강은 침착하고 탄소강 - 침착하고 반 조용하고 끓는 것으로 생산됩니다.

평형 상태의 구조에 따라 강철은 다음과 같이 나뉩니다.

1) 구조에 페라이트 및 펄라이트를 갖는 저공석;

2) 펄라이트로 구성된 구조의 공석;

3) 구조에 펄라이트와 XNUMX차 시멘타이트가 있는 과공석.

28. 구조용 및 공구용 탄소강. 마킹, 적용

탄소구조용 강재는 일반강과 고급강으로 나뉩니다.

일반 품질의 강종 St0, St1, St2, ..., St6(숫자가 증가할수록 탄소 함량이 증가함). 보통 품질의 강철, 특히 끓는 강철이 가장 저렴합니다. 일반 품질의 강에서 열간 압연 일반 강이 생산됩니다 : 빔, 바, 시트, 파이프. 강철은 용접 및 볼트 구조의 건설에 사용됩니다. 강철의 탄소 함량이 증가함에 따라 용접성이 저하됩니다. 탄소 함량이 더 높은 강 St5 및 St6은 용접되지 않는 건물 구조의 요소에 사용됩니다.

고품질 탄소강의 제련은 장입물의 조성과 용융 및 주조의 수행에 관한 엄격한 조건에서 수행됩니다. 고품질 탄소강에는 08, 10, 15, ..., 85라는 숫자가 표시되어 평균 탄소 함량을 XNUMX/XNUMX% 단위로 나타냅니다.

저탄소강은 강도와 ​​연성이 높습니다. 열처리를 하지 않은 강은 가벼운 하중을 받는 부품, 중요한 용접 구조, 침탄으로 경화된 기계 부품에 사용됩니다. 중간 탄소강(0.3-0.5% C) 30, 35, ..., 55는 정규화, 개선 및 표면 경화 후에 사용됩니다. 이 강재는 강도가 높고 연성이 낮아서 경화성을 필요로 하지 않는 소형 또는 대형 부품의 제조에 사용됩니다. 탄소 함량이 높은 강은 강도와 ​​내마모성이 높습니다. 스프링 및 스프링, 잠금 와셔, 롤링 롤은 이러한 강으로 만들어집니다.

구조적 강도는 작동 조건에서 재료의 장기적이고 안정적인 작동을 보장하는 복잡한 기계적 특성입니다. 구조적 강도는 구조적, 야금학적, 기술적 및 운영적 요인을 고려한 건설 재료의 강도입니다.

이 디자인의 작동 조건에서 재료의 강도, 재료의 신뢰성 및 내구성의 네 가지 기준이 고려됩니다. 강도 - 변형과 파괴에 저항하는 신체의 능력.

신뢰성 - 지정된 기능을 수행하고 필요한 기간 동안 성능을 유지하는 제품의 속성입니다. 설계의 신뢰성은 설계 상황 밖에서 작업할 수 있는 능력입니다. 신뢰성의 주요 지표는 구성, 온도, 하중 조건, 균열 전파 중에 흡수되는 작업에 따라 달라지는 재료의 점도 마진입니다.

취성 파괴에 대한 재료의 저항은 구조물의 신뢰성을 결정하는 가장 중요한 특성입니다.

내구성 - 한계 상태까지 성능을 유지하는 제품의 특성(추가 작동 불가능). 내구성은 작동 조건에 따라 다릅니다(마찰 시 내마모성 및 접촉 강도, 미끄럼과 함께 구름 마찰 중에 발생하는 표면 마모에 대한 재료 저항).

공구강은 절삭, 측정 공구 및 냉간 및 열간 변형 다이 제조용입니다. 공구의 주요 특성은 내마모성과 내열성입니다. 공구의 내마모성을 위해서는 높은 표면 경도가 필요하며 공구의 모양을 유지하려면 강철이 강하고 단단하며 질겨야 합니다. 절삭 공구의 가능한 가열 온도는 강철의 내열성에 따라 다릅니다. 탄소 공구강이 가장 저렴합니다. 그들은 주로 책임이 적은 절삭 ​​공구의 제조 및 규제된 크기의 다이 공구 장비에 사용됩니다.

고품질(U1435, U74, U7) 및 고품질(U8A, U9A, U7A) 탄소강이 생산됩니다(GOST 8-9). 브랜드의 문자 U는 강철이 탄소임을 나타내며 숫자는 평균 탄소 함량을 187분의 217퍼센트로 나타냅니다. 브랜드 끝에 있는 문자 A는 강철이 고품질임을 나타냅니다. 탄소강은 입상 펄라이트로 어닐링한 후 납품됩니다. 납품된 상태(HB XNUMX-XNUMX)의 낮은 경도로 인해 탄소강은 잘 가공되고 변형되어 널링, 노칭 및 기타 고성능 도구 제조 방법을 사용할 수 있습니다.

강철 등급 U7, U8, U9는 리드의 경우 275-350 ° C에서 완전한 경화 및 템퍼링을 거칩니다. 점성이 더 높기 때문에 목공, 배관, 대장간 및 프레스 도구의 생산에 사용됩니다.

과공석강 등급 U10, U11, U12는 불완전 경화됩니다. 이 브랜드의 도구는 내마모성과 높은 경도를 높였습니다.

과공석강은 저하중에서 작동하는 측정 도구(게이지), 절삭 도구(줄, 드릴) 및 냉간 압조 및 드로잉 다이의 제조에 사용됩니다.

공구 탄소강의 단점은 200 ° C 이상으로 가열되면 강도가 손실된다는 것입니다(내열성 부족). 이 강으로 만든 도구는 부드러운 재료를 가공하고 낮은 절단 또는 변형 속도에서 사용됩니다.

29. 백색, 회색, 반, 연성 및 가단성 주철

주철은 철과 탄소의 합금입니다. 주철은 탄소 함량이 2,14%로 강철보다 저렴한 재료입니다. 녹는점이 낮고 주조성이 좋다. 강철보다 주철로 더 복잡한 모양의 주물을 만드는 것이 가능합니다. 주철의 주물 구조에는 다공성, 분리 불균일성, 미세 균열과 같은 결함이 있을 수 있는 응력 집중 장치가 포함되어 있습니다.

백주철은 무광택 흰색 균열의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 주철의 모든 탄소는 세멘타이트 형태로 결합된 상태입니다. 상태 다이어그램에 따라 상 변환이 진행됩니다(Fe - Fe_з와 함께). 백주철은 탄소 함량에 따라 아공정(펄라이트 + 레데부라이트); 공융(ledeburite); 과공정(12차 시멘타이트 + 레데부라이트). 이 주철은 시멘타이트 함량으로 인해 경도가 더 높습니다. 그들은 매우 깨지기 쉽고 기계 부품 제조에 사용되지 않습니다. 백주철 주물은 흑연화 어닐링에 의해 연성 철 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 칠드 주철은 백주철 구조의 표면층(30-XNUMXmm)과 회주철 코어를 가지고 있습니다. 표면의 경도가 높아 마모에 잘 견딥니다. 냉각된 철의 이러한 특성은 시트 밀 롤, 휠, 밀 볼, 브레이크 슈 및 기타 부품을 만드는 데 사용됩니다.

백색 주철은 철-시멘타이트 합금 시스템의 상태 다이어그램에 따라 결정화됩니다. 백색 주철의 구성에서 단단하고 부서지기 쉬운 시멘타이트의 상당한 함량은 이러한 주철을 기계 가공하기 어려운 이유입니다. 그들은 연성 철에 대한 후속 어닐링과 함께 부품을 주조하는 데 사용되며 롤링 롤 및 왜건 휠을 주조하는 데에도 사용됩니다.

회주철 (기술)은 회색을 띠는 골절 유형에서 그 이름을 얻었습니다. 흑연은 회주철의 구조에 존재합니다. 주철의 구조는 금속 베이스와 흑연으로 구성되며 그 특성은 이 두 가지 구성 요소에 따라 달라집니다. 흑연은 기계적 특성이 낮습니다.

철-탄소 합금의 느린 냉각으로 흑연이 방출됩니다.

업계에서는 저공정 회색(파운드리) 주철이 사용됩니다. 페라이트와 흑연으로 구성된 회주철은 금속 베이스가 페라이트이기 때문에 페라이트라고 합니다. 흑연 형태의 모든 탄소는 합금의 매우 느린 냉각 동안 방출됩니다. 결정화 중 냉각 속도(1,2차 및 XNUMX차 모두)가 증가하면 흑연이 방출되지 않고 시멘타이트가 방출됩니다. 최대 XNUMX%의 인을 함유한 주철은 예술적 주조, 파이프에 사용됩니다.

회주철 마킹. GOST에 따르면 주철의 주철에는 두 개의 숫자가 추가된 SCh 문자가 표시됩니다. 첫 번째 숫자는 인장 강도(σ_пч) 두 번째는 연신율(σ)(%)입니다. 반주철은 펄라이트, 레데부라이트, 라멜라 흑연으로 구성됩니다. 회색과 흰색의 두 가지 색상을 결합합니다.

연성 철은 흑연이 회전 타원체 인 주철입니다. 주철의 강도와 연성의 증가는 수정을 통해 달성되며, 이는 라멜라 대신 구형(구형) 흑연의 생산을 보장합니다. 구상 흑연 표면은 부피에 대한 관계가 작으며 금속 베이스의 가장 큰 연속성과 주철의 강도를 결정합니다. 이 형태의 흑연은 액체 주철에 마그네슘(M) 또는 세륨(Ce)을 첨가하여 얻습니다.

연성 철은 페라이트계 또는 펄라이트계를 기본으로 합니다. 페라이트계 주철은 연성을 증가시켰습니다.

GOST에 따르면 주철은 숫자로 지정됩니다. 첫 번째 숫자는 인장 강도(σ_пч), 두 번째는 연신율(σ)(%)입니다. 합금 주철을 수정하면 더 높은 강도를 얻을 수 있습니다.

연성 철은 고압 및 고압에서 베어링에서 작동하는 기계 부품, 단조 및 프레스 장비 제조에 강철 대신 사용됩니다. 크랭크 샤프트, 기어, 커플 링 및 후방 차축 제조용 연성 철 대신.

연성 주철 - 흑연 플레이크 주철, 특수 열처리에 의해 백색 주철에서 얻은 연성 및 연성 주철의 코드명. 그것은 단조의 대상이 아니며 높은 연성을 가지고 있습니다. 연성 철은 강철 기반으로 구성되며 흑연 형태의 탄소를 포함합니다. 흑연은 둥근 모양의 개재물 형태로 서로 격리되어 있으며 금속베이스가 덜 분리되어 있으며 합금은 상당한 인성과 연성을 가지고 있습니다.

연성 철의 특성은 흑연 개재물의 크기에 따라 다르지만(이 개재물이 작을수록 주철이 강함) 페라이트, 펄라이트 또는 혼합이 될 수 있는 금속 베이스의 구조에 의해 결정됩니다.

주철의 구성과 열처리 방법에 따라 흑심과 백심의 두 가지 유형의 연성 철이 얻어집니다. 가단성 주철은 값이 싼 재료이며 기계적 특성이 좋으며 농업 공학, 자동차 산업, 자동차 건물 및 공작 기계 제작에 사용됩니다.

30. 구조재의 품질향상을 위한 열처리의 역할

구조용 합금에 필요한 기계적 및 기타 특성 세트를 얻기 위한 주요 전제 조건은 개발 및 제련 중에 설정됩니다.

필요한 특성의 구현은 합금에 도면에 제공된 모양과 치수뿐만 아니라 필요한 특성의 복합체가 직접적으로 의존하는 구조상 구성 및 전위 구조로 이해되어야 하는 합리적인 내부 구조를 제공하기 위한 목적으로 후속 처리 단계에서 수행됩니다. 합금 가공의 가장 중요한 단계는 열처리와 표면 경화입니다. 열처리는 부품의 전체 부피에 걸쳐 주어진 수준의 특성을 제공하고 표면 경화를 제공합니다. 이는 부품 표면에서 가장 부하가 많이 걸리고 심하게 마모된 특정 영역에서만 가능합니다.

열처리의 기본 규칙은 D.K. Chernov 및 A.A. 보흐바로프, G.V. 쿠르듀모프, A.P. 굴랴예프.

열처리는 구조를 변경하고 원하는 특성을 얻기 위해 특정 체제에 따라 수행되는 합금 가열 및 냉각 작업의 복합체로 이해됩니다. 열처리의 기초는 합금의 구조상 조성 및 전위 구조의 변화이며, 이는 합금의 동소변태 또는 온도에 따른 구성요소의 제한된 상호 용해도와 같은 핵심 요소를 사용하여 달성할 수 있습니다. .

합금의 위상 및 전위 구조를 크게 변경하고 최적의 작동 특성 세트를 얻기 위한 모든 기존 유형의 열처리는 위의 요소 중 하나의 사용을 기반으로 합니다. 그것들이 없을 때 열처리로 얻을 수 있는 결과는 극히 제한적입니다. 열처리의 가장 일반적인 두 가지 유형. 그 중 하나는 동소 변형의 존재로 인한 합금의 변형 특성 사용을 기반으로하고 다른 하나는 가열 및 냉각 중 서로의 구성 요소의 가변 용해도를 기반으로합니다.

두 경우 모두 기대되는 결과를 보장하는 열처리 기술의 기본 기반은 모드입니다. 여기에는 가열 온도, 주어진 온도로의 가열 속도, 이 온도에서 유지 시간 및 냉각 속도와 같은 요소가 포함됩니다.

열처리는 예비 및 최종 처리가 될 수 있습니다. 압력, 절단 등과 같은 추가적인 기술적 영향을 위해 재료를 준비해야 하는 경우 예비 열처리가 사용됩니다. 최종 열처리는 완성된 재료의 특성을 준비하는 데 사용됩니다.

열처리 모드의 각 요소를 특성화하는 특정 값은 처리되는 합금의 화학적 조성, 부품의 크기 및 수행되는 열처리 유형의 목적에 따라 다릅니다. 이러한 값을 변경함으로써 합금의 위상 및 전위 구조를 크게 변경하고 원하는 특성을 합금에 부여할 수 있습니다.

합금에서 발생하는 변형의 특성과 열처리 후 필요한 구조를 얻을 가능성은 가열 온도에 따라 다릅니다. 합금의 화학적 조성과 열처리 목적에 따라 선택됩니다.

가열 속도는 가열 시간 손실을 최소화하는 방식으로 선택되며 동시에 그 값은 관찰되는 부품의 뒤틀림 및 균열로 이어질 수 있는 공작물에서 위험한 열 응력의 발생을 배제해야 합니다. 가열이 너무 빠를 때.

가열 속도는 처리된 합금의 열전도율에 따라 달라지며, 이는 차례로 화학적 조성에 의해 결정됩니다. 구성이 복잡해지면 열전도율이 저하됩니다. 따라서 조성이 좋지 않은 합금을 특정 온도로 가열하는 것은 매우 천천히 수행된 다음 가속화됩니다.

지정된 온도에 도달했을 때 부품의 유지 시간은 가장 큰 부분의 표면에서 코어까지 가열될 뿐만 아니라 확산 특성을 갖는 구조적 상 변형 합금의 완전한 완성에 충분해야 합니다. 주어진 온도에서 발생해야합니다.

열처리 중 냉각 속도는 합금이 획득한 위상 및 전위 구조의 특성이 의존하는 체제의 매우 중요한 요소입니다. 필요한 변형이 합금에서 발생하기에 충분해야 하지만 부품의 균열 또는 변형(뒤틀림)을 유발할 수 있는 위험한 열 및 위상 응력을 피하기 위해 너무 크지 않아야 합니다.

열처리는 구조 재료, 특히 강철을 개선하는 데 사용됩니다. 열처리 시간은 가공 재료 및 부품의 크기에 직접적으로 의존합니다.

31. 구조 재료로 만든 블랭크 및 제품 생산 기술에서의 열처리 사용

가장 특징적이고 잘 연구된 공정은 강철의 열처리입니다. 이 프로세스는 특정 임계 온도 영역에서 가열 및 냉각 중에 발생하는 동소 변형의 존재를 기반으로합니다. 필요한 위상 및 전위 구조를 제공하는 제어된 구조 위상 프로세스는 동소체의 존재로 인해 발생합니다.

구조적 강도는 작동 조건에서 재료의 장기적이고 안정적인 작동을 보장하는 특정 기계적 특성 세트입니다. 구조적 강도는 구조적, 야금학적, 기술적 및 운영적 요소를 고려한 구조 재료의 강도입니다. 즉, 이것은 복잡한 개념입니다. 이 구조의 작동 조건에서 구조의 강성, 재료의 강도, 재료의 신뢰성 및 내구성과 같은 최소 네 가지 기준을 고려해야한다고 믿어집니다.

구조적 강성. 많은 동력 구조 요소(프레임, 스트링거, 평판, 원통형 쉘 등)의 경우 성능을 결정하는 조건은 구조적 모양, 응력 상태 체계 등에 의해 결정되는 국부 또는 일반 강성(안정성)입니다. 재료 속성.

재료의 강성을 나타내는 지표는 종방향 탄성 계수 E(강성 계수)로, 재료의 특성에만 의존하는 구조적으로 둔감한 특성입니다. 주요 구조 재료 중에서 강철은 E 모듈러스 값이 가장 높고 마그네슘 합금 및 유리 섬유는 가장 낮은 값을 갖습니다. 그러나 이러한 재료의 평가는 밀도를 고려하고 특정 강성 및 안정성 기준을 사용할 때 크게 변경됩니다.

모양과 응력 상태에 따라 선택되는 이러한 기준에 따라 평가할 때 많은 경우에 가장 유리한 재료는 마그네슘 합금 및 유리 강화 플라스틱이고 가장 덜 유리한 재료는 탄소 및 합금강입니다.

힘 - 변형과 파괴에 저항하는 신체의 능력. 대부분의 강도 사양은 정적 인장 시험에 의해 결정됩니다.

이러한 특성은 구조 및 열처리에 따라 다릅니다.

구조 재료의 실제 강도를 평가할 때 재료의 점도인 가소성의 특성을 고려해야 합니다. 이러한 지표는 주로 취성 파괴 가능성을 결정하기 때문입니다.

이것은 강도가 높기 때문에 부서지기 쉬운 고강도 재료에도 적용됩니다.

신뢰성 - 필요한 시간 또는 필요한 작동 시간 동안 지정된 제한 내에서 성능을 유지하면서 지정된 기능을 수행하는 제품의 속성입니다. 구조의 신뢰성은 또한 예를 들어 충격 하중을 견디기 위해 설계 상황 밖에서 작동하는 능력입니다. 신뢰성의 주요 지표는 구성, 온도(저온 취성 임계값), 하중 조건, 균열 전파 중에 흡수된 작업에 따라 달라지는 재료의 점도 마진입니다.

취성 파괴에 대한 재료의 저항은 구조물의 신뢰성을 결정하는 가장 중요한 특성입니다.

내구성 - 한계 상태까지 성능을 유지하는 제품의 특성(추가 작동 불가능).

구조의 내구성은 작업 조건에 따라 다릅니다. 먼저 마찰시 내마모성과 접촉강도(슬라이딩과 함께 구름마찰시 발생하는 표면마모에 대한 재료의 저항)이다. 또한 제품의 내구성은 내구성 한계에 따라 달라지며, 이는 차례로 표면 상태와 재료의 내식성에 따라 달라집니다.

재료의 열처리 중에 전기로, 가스 화염 및 승강로, 경화 탱크, 염욕 등의 특수 장비가 사용됩니다.

열처리의 주요 유형: 체적, 표면, 국부 경화; 정규화, 균질화, 재결정화 어닐링, 화학 열처리 및 레이저 가열 처리; 전기 펄스장에 의한 경화; 소성 변형을 적용할 때 열처리 및 냉간 처리.

구조용 강재는 다양한 기계 부품 및 모든 구조물의 생산에 사용되는 강재입니다. 구조물이나 구조물의 건설에 사용되는 강재를 건축용 강재라고 합니다. 구조용 강에는 합금강과 탄소강이 모두 포함됩니다.

기계 공학에서 크롬, 망간, 크롬-실리콘, 크롬-실리콘-망간, 크롬-니켈 등 구조용 합금강 GOST 4543-71이 널리 사용됩니다. 기술적 특성에 따라 이러한 강은 침탄으로 나뉩니다. 강, 질화강, 열처리강, 공기경화강 등

32. 제1종 소둔. 비평형 결정화

이러한 유형의 열처리는 모든 금속 및 합금에 가능합니다. 그 구현은 고체 상태의 상 변형으로 인한 것이 아닙니다. 1 종류의 어닐링 중 가열은 원자의 이동성을 증가시키고 화학적 불균일성을 부분적으로 또는 완전히 제거하고 내부 응력을 감소시킵니다. 즉, 더 평형 상태를 얻는 데 기여합니다. 이러한 어닐링 동안 가열 온도와 이 온도에서의 유지 시간이 가장 중요합니다. 평형 상태로부터의 편차를 제거하는 공정 속도를 결정하는 것은 이러한 매개변수이기 때문입니다. 1종 어닐링의 가열 및 냉각 속도는 XNUMX차적으로 중요합니다.

다음과 같은 종류의 제1 종류의 어닐링이 구별됩니다. 확산 어닐링(균질화)은 합금의 결정화(수지상 편석) 중에 발생하는 화학적 불균일성을 제거하는 데 사용됩니다.

화학 조성의 정렬은 온도에 따라 달라지는 확산 과정으로 인해 발생합니다.

재결정 풀림은 가공 경화를 제거하고 합금의 평형 상태를 얻기 위해 냉간 소성 변형(압력에 의한 냉간 가공) 후에 사용됩니다. 재결정의 결과 변형된 금속에 새로운 결정립이 형성되고 응력이 완화되며 금속의 가소성이 회복됩니다.

단조, 용접, 주조 중 발생하는 응력을 완화하기 위한 풀림으로 뒤틀림, 즉 모양, 크기의 변화, 제품 파괴의 원인이 될 수 있습니다.

비평형 결정화. 확산 과정은 천천히 진행되므로 실제 냉각 조건에서 각 결정과 다른 결정 내의 조성은 균등화할 시간이 없고 동일하지 않을 것입니다.

냉각 중에 고용체의 분해가 가능한 경우 상태 다이어그램은 가장 느린 냉각에서 이 과정의 시작을 보여줍니다.

냉각속도가 증가함에 따라 잉여상의 석출이 시작되는 온도가 낮아지고 석출상의 양이 감소하며, 더 높은 냉각속도를 결정하면 석출이 없는 고용체가 상온으로 완전히 과냉된다.

냉각 속도를 조정하여 완전한 억제까지 다양한 분해 정도를 달성할 수 있습니다.

이러한 과포화 용액은 불안정합니다.

과냉각 용액 원자의 열 이동도가 충분하지 않으면 과포화 상태가 무한정 지속될 수 있습니다.

그렇지 않으면 시간이 지남에 따라 과포화 용액의 점진적인 분해가 과잉 상의 방출과 함께 발생합니다. 이 과정은 온도가 상승함에 따라 가속화됩니다.

고용체의 서냉 또는 급랭된(과포화) 고용체의 높은 XNUMX차 가열 동안 고온에서 형성되는 XNUMX차상은 크기가 더 클 뿐만 아니라 모상과 배향적으로 관련이 없습니다. 구상에 속하는 원자층은 새로운 상의 격자에 속하는 원자층과 접한다.

저온 석출의 경우 새로운 β상은 초기에 대해 일정한 방향으로 배향되어 원자의 경계층이 양쪽 격자에 동등하게 속하게 된다.

이러한 결정 격자의 연결을 일관성(coherent)이라고 합니다. 간섭 결합이 있는 계면에서 응력이 발생하고 더 크게 유지될수록 공액 격자의 구조(경계면에서) 차이가 커집니다.

합금의 온도가 증가하면 원자의 열 이동도가 증가하고 상 경계에 응력이 존재하기 때문에 간섭성 결합이 끊어지고(간섭성 파괴 현상) 준안정 상은 안정적인 β -상, β상의 라멜라 결정이 성장하여 둥근 모양을 취하는 경향이 있습니다. 이러한 공정이 완료되면 구조 및 상 구성은 서냉의 경우와 동일합니다.

불안정한 상태를 급속 냉각하여 고정하는 과정을 담금질이라고 하고, 이후 서서히 평형 상태에 접근하는 과정(가열 또는 장기간 노출)을 템퍼링 및 에이징이라고 합니다. 평형 상태에 대한 합금의 근사 정도를 다양하게 함으로써 달성되는 이러한 다양한 구조의 변화는 다양한 특성 변화로 이어지며, 이는 비평형 공정을 기반으로 하는 열처리가 널리 사용되는 이유입니다 결정화.

합금은 주기율표에서 두 개 이상의 원소로 구성된 물질입니다. 그들은 소결 또는 융합에 의해 얻어진다. 구성 요소는 합금을 형성하는 물질입니다.

위상은 고유한 결정 격자와 고유한 특성을 갖는 시스템의 공간적으로 제한되고 구별되는 부분입니다. 동종 물질은 하나의 상을 갖는 반면, 이종 물질은 여러 상을 가집니다.

구조 - 개별 상, 모양, 크기 및 상대 위치를 구별할 수 있는 금속 구조. 구조는 속성에 영향을 미칩니다.

평형 상태는 합금에서 이 시스템에 고유한 모든 상이 형성될 때입니다. 이 상태는 느린 냉각에 의해 보장되며 위상의 크기와 모양을 구별하는 것이 가능합니다.

비평 형 상태 - 상 형성 및 분리 과정이 끝나지 않았으며 급속 냉각 중에 형성됩니다.

33. 균질화 어닐링, 균질화 어닐링 중 구조 및 특성의 변화. 다형성 변환으로 경화. 다형성 변형 없는 경화

어닐링 - 화학 조성을 균등화하고 평형 구조를 얻고 응력을 완화하기 위해 강철을 가열하고 천천히 냉각시키는 작업.

어닐링은 평형 구조를 얻기 위해 사용되므로 어닐링 중에 부품이 천천히 냉각됩니다. 탄소강 - 200 °C / h의 속도, 합금강 - 30-100 °C / h.

확산(균질화) 어닐링은 편석(화학적 조성의 평탄화)을 제거하는 데 사용됩니다. 확산을 기본으로 합니다. 이 경우 조성이 고르게 되고 과량의 탄화물이 용해됩니다. 이러한 어닐링은 장시간 노출로 고온에서 수행됩니다. 균질화 어닐링은 합금강에 적용됩니다. 이것은 격자간 방법에 의해 오스테나이트에 용해된 탄소의 확산 속도가 치환 방법에 의해 오스테나이트에 용해된 합금 원소의 확산 속도보다 몇 배 더 높다는 사실에 의해 설명됩니다. 탄소강의 균질화는 실제로 가열 과정에서 발생합니다. 균질 어닐링 모드: 1050-1200 °C의 온도로 가열하고 유지 시간은 8-10시간이며 균질화 온도는 충분히 높아야 하지만 입자의 과도한 연소 및 용융은 허용되지 않아야 합니다. 연소되면 공기 산소가 금속 입자와 결합하여 입자를 분리하는 산화물 껍질이 형성됩니다. 금속의 과열은 제거할 수 없습니다. 번트 메탈은 마지막 결혼입니다. 확산 어닐링은 일반적으로 거친 결정립을 초래하며, 후속 완전 어닐링으로 수정해야 합니다.

완전 어닐링은 상 재결정화 및 결정립 미세화와 관련이 있습니다. 평형 상태의 강철은 펄라이트를 포함하며 가장 연성이 있습니다. 완전 어닐링의 목적은 강철의 구조를 개선하여 절단, 스탬핑 또는 경화를 통해 후속 처리를 용이하게 하여 완성된 부품에서 미세한 평형 구조를 얻는 것입니다.

완전 어닐링의 유형(방법): 라멜라 펄라이트(판 형태의 시멘타이트 개재물)에 대한 어닐링(일반 및 등온) 및 과립형 펄라이트(입자 형태의 시멘타이트 개재물)에 대한 어닐링.

라멜라 펄라이트에서 어닐링 할 때 공작물은 퍼니스와 함께 냉각되며 가장 자주 부분 연료 공급으로 냉각되므로 냉각 속도는 시간당 10-20 ° C입니다.

어닐링은 입자 미세화를 달성합니다. 강철 과열의 결과로 결정립의 자유 성장으로 인해 강철이 경화되는 동안 거친 조직이 얻어집니다. 이러한 구조는 부품의 기계적 특성을 감소시킵니다.

다형성 변환으로 경화. 다형성 변형 없는 경화

경화는 강철이 비평형 구조를 획득하는 열처리이며, 이는 주로 강철의 경도 증가로 표현됩니다. 경화에는 소르비톨, 트로타이트 및 마르텐사이트 열처리가 포함됩니다. 경화 생성물의 비평형 정도는 냉각 속도가 증가함에 따라 증가하고 소르바이트에서 마르텐사이트로 증가합니다.

진정한 경화의 장점은 다른 유형의 열처리로는 얻을 수 없는 일련의 특성을 가진 제품의 후속 템퍼링으로 인해 마르텐사이트에서 제품을 얻을 수 있다는 것입니다.

진정한 경화는 템퍼링 전 전처리로 널리 사용되었습니다.

임계 담금질 속도가 중요합니다. 강철의 경화성은 그것에 달려 있습니다. 즉, 특정 깊이까지 경화되는 능력입니다. 임계 경화 속도는 오스테나이트의 안정성에 따라 달라지며, 이는 탄소와 여기에 용해된 합금 원소의 양에 의해 결정됩니다. 탄소 및 합금 원소를 강에 도입하면 경화성이 증가하며, 이는 세미 마르텐사이트 층의 깊이에 따라 원통형 샘플을 사용하여 평가됩니다. 강철의 반 마르텐사이트 층은 50% M과 50% T를 포함합니다.

경화의 주요 매개변수는 가열 온도와 냉각 속도입니다. 강철의 가열 온도는 상태 다이어그램에서 결정되며 냉각 속도는 오스테나이트의 등온 분해 다이어그램에서 결정됩니다.

가열 시간은 실험적으로 결정된 부품의 크기와 강철의 열전도율에 따라 달라집니다.

구조용 강철 합금의 목표 중 하나는 임계 담금질 속도를 줄이고 담금질하는 동안 물뿐만 아니라 더 부드러운 냉각 매체에서도 부품으로 만든 부품의 경화성을 얻는 것입니다. 열 및 위상 응력의 수준과 부품의 균열 형성 가능성은 냉각 매체의 날카로움에 따라 다릅니다. 상기와 관련하여, 담금질할 때, 연질 담금질 매체가 바람직하다. 고탄소강 절삭공구를 경화할 때 내부 응력을 줄이기 위해 두 가지 환경에서 냉각을 사용합니다.

고탄소강의 경우, 특히 합금 원소 함량이 충분히 높은 강의 경우 M 포인트는 실온 미만, 종종 0°C 미만입니다. 이와 관련하여, 통상적인 경화 동안에는 잔류 오스테나이트가 많이 잔류한다. 그것의 존재는 경화된 강철의 경도와 열전도율을 감소시키며, 이는 특히 절삭 공구에 바람직하지 않습니다.

시간이 지남에 따라 잔류 오스테나이트는 상 변형을 거쳐 제품의 치수가 변경됩니다. 이것은 측정 도구(스테이플, 플러그)에 대해 매우 허용되지 않습니다.

34. 압력에 의한 열간 및 냉간 가공 후 가열 중 금속의 미세 조직 및 기계적 특성의 변화

압력에 의한 금속 가공은 특정 조건에서 변형 가능한 몸체(가공물)에 작용하는 외력의 결과로 소성 변형되는 능력을 기반으로 합니다.

탄성 변형 중에 변형 가능한 몸체가 외력을 제거한 후 원래 모양과 치수를 완전히 복원하면 소성 변형 중에 외력의 작용으로 인한 모양과 치수의 변화가 이러한 힘의 종료 후에도 지속됩니다.

탄성 변형은 원자간 거리보다 적은 양만큼 서로에 대한 원자의 변위가 특징이며, 외력이 제거된 후 원자는 원래 위치로 돌아갑니다. 소성 변형에서 원자는 원자 간 거리보다 큰 값으로 서로에 대해 변위되고 외부 힘을 제거한 후에는 원래 위치로 돌아가지 않고 새로운 평형 위치를 차지합니다.

변형의 온도 및 속도 조건에 따라 냉간 및 고온 변형이 구별됩니다.

냉간 변형은 가장 강한 금속 흐름 방향으로 늘어나는 입자 모양의 변화를 특징으로 합니다. 냉간 변형 동안 형상 변화는 금속의 기계적 및 물리화학적 특성의 변화를 동반합니다. 이 현상을 경화(경화)라고 합니다. 기계적 성질의 변화는 냉간 소성 변형시 증가함에 따라 강도 특성이 증가하는 반면 소성 특성은 감소합니다. 금속은 더 단단해지지만 연성이 떨어집니다. 냉간 변형(입계에서 전위 축적) 과정에서 결정 격자의 왜곡이 증가하는 슬립 평면의 회전으로 인해 경화가 발생합니다. 냉간 변형에 의해 금속의 구조와 특성에 도입된 변화는 되돌릴 수 없습니다. 예를 들어 열처리(어닐링)를 통해 제거할 수 있습니다. 이 경우 원자의 이동성을 증가시키는 추가 열 에너지로 인해 상 변환없이 고체 금속의 많은 중심에서 새로운 입자가 성장하여 길쭉하고 변형 된 입자를 대체하는 내부 재배치가 발생합니다. 균일한 온도장에서 입자 성장 속도는 모든 방향에서 동일하므로 변형된 입자 대신 나타나는 새로운 입자는 모든 방향에서 거의 동일한 크기를 갖습니다. 특정 온도에서 발생하는 변형되고 늘어난 결정립 대신 새로운 등축 결정립의 핵 생성 및 성장 현상을 재결정화라고 합니다. 순수한 금속의 경우 재결정화는 금속의 절대 융점의 0,4에 해당하는 절대 온도에서 시작됩니다. 재결정은 일정한 속도로 진행되며, 재결정에 필요한 시간이 짧을수록 변형된 공작물의 가열 온도는 높아집니다. 재결정 개시 온도 이하의 온도에서는 리바운드라는 현상이 발생합니다. 복귀(휴지) 시 변형되고 늘어난 입자의 모양과 크기는 변하지 않지만 잔류 응력은 부분적으로 제거됩니다. 이러한 응력은 불균일한 가열 또는 냉각(주조 및 압력 처리 중), 소성 변형 중 변형의 불균일한 분포로 인해 발생합니다. 잔류 응력은 상호 균형을 이루는 힘의 시스템을 생성하며 외부 힘에 의해 로드되지 않고 공작물에 위치합니다. 반환 중 잔류 응력 제거는 금속의 기계적 특성을 거의 변경하지 않지만 일부 물리적 및 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 열간 변형은 변형률과 재결정률의 비율로 특징지어지는 변형으로, 재결정화가 공작물의 전체 체적에서 발생할 시간이 있고 압력 처리 후 미세 구조가 경화 흔적 없이 등축으로 판명됩니다.

열간 변형 조건을 보장하려면 속도 증가와 함께 공작물의 가열 온도를 높여야 합니다(재결정화 속도 증가).

변형 끝 부분의 금속이 완전히 재결정화되지 않은 구조로 경화 흔적이 있는 경우 이러한 변형을 불완전 열간 변형이라고 합니다. 불완전한 열간 변형은 이질적인 구조, 기계적 특성 및 가소성의 감소로 이어집니다.

열간 변형에서 변형에 대한 저항은 냉간 변형보다 약 10 배 적으며 경화가 없으면 성형 과정에서 변형에 대한 저항 (항복 강도)이 약간 변한다는 사실로 이어집니다. 이 상황은 열간 가공이 변형력이 덜 필요하기 때문에(덜 강력한 장비) 열간 가공이 대형 부품 제조에 사용된다는 사실을 주로 설명합니다.

열간 변형 동안 금속의 가소성은 냉간 변형 동안보다 높습니다.

금속 특성에 대한 냉간 변형의 영향을 사용하여 부품의 최상의 성능 특성을 얻을 수 있으며, 냉간 및 열간 변형의 합리적인 조합을 선택하여 필요한 방향 및 원하는 값으로 특성 변화의 제어를 달성할 수 있습니다. , 부품 제조 과정에서 열처리의 횟수와 모드.

35. 반환, XNUMX차 및 집단 재결정. 재결정화 소둔

소성 변형에 소비되는 모든 에너지의 약 10-15%가 금속에 흡수되어 변위된 원자, 응력의 증가된 위치 에너지 형태로 금속에 축적됩니다. 변형된 금속은 비평형, 불안정한 상태에 있습니다. 더 평형 상태로의 전환은 결정 격자의 왜곡 감소, 즉 원자 이동 가능성에 의해 결정되는 응력 제거와 관련이 있습니다. 저온에서는 원자의 이동도가 작고 냉간 경화 상태에서는 무기한 지속됩니다.

온도가 증가하면 원자의 확산이 증가하고 금속에서 공정이 발달하기 시작하여 금속이 더 평형 상태가 됩니다. 이것이 반환 현상입니다.

복귀 - 휴식의 첫 번째 단계는 낮은 가열로 관찰됩니다. 휴식 중에는 공석 수가 감소하고 전위 밀도가 감소하며 응력이 부분적으로 해제됩니다.

반환의 두 번째 단계는 폴리곤화, 곡물을 부분-다각형(하위 곡물)으로 나누는 것입니다.

폴리곤화는 전위의 슬라이딩 및 상승의 결과로 발생하며, 그 결과 동일한 기호의 전위가 곡물을 폴리곤으로 분리하는 "벽"을 형성합니다. 다각화된 상태에서 결정은 변형된 것보다 에너지가 적고 다각형의 형성은 에너지적으로 유리한 과정입니다. 폴리곤화 시작 온도가 일정하지 않습니다. 다각화 속도는 금속의 성질, 이전 변형 정도, 불순물 함량에 따라 달라집니다. 돌아올 때 미세 구조의 눈에 띄는 변화는 관찰되지 않고 금속은 섬유질 구조를 유지합니다. 이 경우 경도와 강도가 다소 감소하고 연성이 증가합니다.

재결정. 충분히 높은 온도로 가열되면 원자의 이동도가 증가하고 재결정화 과정이 발생합니다.

재결정화는 냉간 가공된 금속을 특정 온도로 가열할 때 새로운 입자가 형성되고 성장하는 과정입니다. 이 프로세스는 두 단계로 진행됩니다. XNUMX차 재결정(가공)과 집합체가 있습니다.

XNUMX차 재결정화(가공)는 핵의 형성과 왜곡되지 않은 결정 격자를 갖는 새로운 평형 입자의 성장으로 구성됩니다. 소성변형시 금속격자가 가장 심하게 뒤틀린 곳인 블럭과 입자의 경계에 새로운 입자가 나타날 가능성이 가장 높다. 새로운 Grain의 수는 점차 증가하고 궁극적으로 구조에 오래된 변형 Grain이 남아 있지 않습니다.

불안정한 상태의 변형된 금속은 자유 에너지가 가장 적은 안정된 상태로 들어가는 경향이 있습니다. 이 상태는 왜곡되지 않은 결정 격자로 새로운 입자가 형성되는 과정에 해당합니다. 격자가 가장 왜곡되어 결과적으로 가장 불안정한 위치에서 가열되면 원자가 이동하고 격자가 복원되고 새로운 평형 입자의 핵이 나타납니다. 새로운 입자의 핵은 또한 가장 왜곡된 격자를 갖는 체적(블록)일 수 있으며, 여기서 원자는 왜곡된 격자가 있는 인접 체적에서 통과합니다.

집합적 재결정화 - 재결정화 과정의 두 번째 단계는 형성된 새로운 입자의 성장으로 구성됩니다. 집단 재결정의 원동력은 입자의 표면 에너지입니다. 입자의 성장은 많은 수의 작은 입자가 존재할 때 전체 표면이 매우 커서 금속이 표면 에너지를 많이 공급한다는 사실로 설명됩니다. 입자가 거칠어지면 경계의 전체 길이가 작아지며 이는 금속이 더 평형 상태로 전이하는 데 해당합니다.

재결정이 시작되면 경화 중 특성의 변화와 반대로 금속의 특성에 상당한 변화가 발생합니다. 금속의 강도가 감소합니다. 소성, 인성, 열전도성 등은 경화 과정에서 저하되며 금속의 물성은 재결정에 의해 결정립의 크기에 큰 영향을 받습니다. 입자 크기는 유지 시간이 증가함에 따라 증가합니다. 가장 큰 입자는 약간의 예비 변형 후에 형성됩니다. 이 변형 정도를 임계라고 합니다.

재결정화 어닐링. 이러한 유형의 어닐링은 냉간 가공된 금속의 경화를 제거하기 위해 수행됩니다. 가공 경화된 금속은 매우 단단하고 부서지기 쉬우며 결정 격자는 비평형 상태에 있어 과도한 자유 에너지를 많이 보유하고 있습니다. 심하게 가공 경화 된 금속에서는 축적 장소에서 전위가 병합되어 위험한 결함이 관찰됩니다-균열 핵. 경화를 제거해야 하는 경우도 있습니다. 이를 위해서는 확산 과정을 자극하는 가열이 필요합니다. 그러나 재결정화 어닐링은 훨씬 더 낮은 온도와 훨씬 더 짧은 구현 시간으로 인해 실질적으로 동일한 결과로 인해 더 바람직합니다.

36. 두 번째 종류의 어닐링. 강철의 어닐링 및 정규화; 어닐링 및 정규화의 모드 및 목적

어닐링은 강철을 가열하고 천천히 냉각시키는 것입니다. 두 번째 종류의 어닐링 - 평형 구조를 얻기 위해 합금의 구조를 변경합니다. 두 번째 종류의 어닐링에는 완전, 불완전 및 등온 어닐링이 포함됩니다.

재결정화 어닐링은 상 재결정화를 기반으로 합니다. 즉, 두 번째 종류의 어닐링입니다. 주요 목적은 위상 구성의 완전한 변경입니다. 가열 온도 및 유지 시간은 원하는 구조 변형을 제공해야 하며 냉각 속도는 역확산 상 변형이 발생할 시간을 갖도록 선택됩니다. 어닐링 후 균일한 미세 입자 구조가 얻어지고 경도가 감소하고 연성이 증가하며 유형 II 어닐링은 예비 열처리 및 공작 기계에서 강철 부품을 가공하기 전에 사용됩니다.

가열 온도에 따라 완전 어닐링과 불완전 어닐링이 구분됩니다.

완전 어닐링은 아공석강에 사용됩니다. 제품은 완전한 재결정화(원래의 페라이트-펄라이트 구조가 오스테나이트로 변태)를 보장하기 위해 가열됩니다. 그 목적은 강철의 구조를 개선하여 절단, 스탬핑 또는 경화를 통한 후속 처리를 용이하게 하고 완성된 부품에서 미세한 평형 펄라이트 구조를 얻는 것입니다.

불완전 어닐링은 상 재결정과 관련이 있으며 공작물이 미세 입자 구조를 가질 때 압력에 의한 열간 가공 후에 사용됩니다.

냉각 후, 큰 입자의 페라이트와 펄라이트로 구성된 거친 구조가 얻어집니다. 강철은 연성이 낮습니다. 입상 시멘타이트의 생산은 시멘타이트 네트워크가 파쇄되는 어닐링 이전의 고온 소성 변형에 의해 촉진됩니다. 입상 시멘타이트가 있는 강은 절삭 공구로 더 잘 가공되며 경화 후 좋은 조직을 얻습니다.

시간을 절약하기 위해 등온 어닐링이 수행됩니다. 등온 어닐링 동안, 유지 공정 동안 온도는 제품의 단면 전체에 걸쳐 균일해집니다. 이는 보다 균일한 구조와 균일한 특성에 기여합니다. 합금강은 이러한 어닐링을 받습니다. 합금강을 어닐링하면 가열 및 유지 시간뿐만 아니라 냉각 시간도 증가합니다. 고합금강은 합금된 오스테나이트의 더 큰 안정성으로 인해 낮은 속도로 냉각됩니다. 어닐링 후에도 경도가 높게 유지되어 절삭 공구의 가공성을 손상시킵니다.

정규화는 제품이 오스테나이트 상태로 가열되고 정지된 공기 중에서 냉각되는 강철의 열처리입니다. 저공석강에 대한 정규화와 완전 어닐링의 차이는 냉각 속도에만 있습니다. 정규화의 결과 공석의 미세한 구조가 얻어지고 내부 응력이 감소하며 제품의 이전 가공 과정에서 발생한 결함이 제거됩니다. 경도와 강도는 소둔 후보다 높습니다. 정규화는 구조를 개선하는 중간 작업으로 사용됩니다. 이 유형의 열처리의 특징은 가열 온도와 정지 공기에서의 냉각입니다. 이러한 기능은 정규화의 특정 목표 때문입니다. 저공석강, 특히 저탄소강과 관련하여 더 짧은 시간에 정규화하고 냉각 방식을 더 단순하게 하면 어닐링에서와 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.

공기 중 냉각은 어닐링보다 오스테나이트의 과냉각을 높이고 분해 생성물이 더 분산되고 생성 된 전위의 밀도가 108cm2에 접근하므로 결과적으로 증가 된 미세 입자 강철 구조가 더 유리합니다. 정규화를 통해 강도 특성을 얻을 수 있습니다.

어떤 경우에는 제품 재료에서 강화된 강도 특성이 필요하지 않은 경우 정규화가 경화를 대체합니다. 이는 매우 높은 임계 경화 속도 때문에 경화 사용이 배제된 저탄소강으로 만들어진 부품에 특히 해당됩니다. 과공석강의 정규화 동안 오스테나이트로부터 과잉(XNUMX차) 시멘타이트의 가속화된 분리로 인해 펄라이트 입자 주위에 바람직하지 않은 시멘타이트 네트워크가 형성되지 않습니다. 이와 관련하여 정규화의 목표 중 하나는 과공석 강철에서 언급된 네트워크의 파괴입니다.

강철의 재결정 어닐링(재결정화)은 500-550 °C의 온도에서 발생합니다. 600-700 °의 온도에서 내부 응력 완화를 위한 어닐링. 이러한 유형의 어닐링은 부품의 불균일한 냉각으로 인한 주물의 내부 응력과 임계 온도 이하의 압력으로 처리된 가공물의 내부 응력을 완화합니다.

확산 어닐링은 강에서 결정 내 편석이 관찰되는 경우에 사용됩니다. 오스테나이트 입자에서 조성의 정렬은 철의 자체 확산과 함께 고체 상태의 탄소 및 기타 불순물의 확산에 의해 달성됩니다. 그 결과 강은 조성이 균질(균질)해지기 때문에 확산 어닐링을 균질화라고도 합니다.

균질화 온도는 충분히 높아야 하지만 곡물이 타지 않아야 합니다.

37. 철강 휴가. 템퍼링 중 강의 변형, 미세 조직 및 특성의 변화

템퍼링은 잔류 응력을 줄이고 제품의 장기 작동에 필요한 일련의 기계적 특성을 부여하기 위해 경화된 강철을 가열하는 작업입니다. 템퍼링은 마르텐사이트용으로 경화된 부품을 임계 온도보다 낮은 온도로 가열하여 수행됩니다. 이 경우 가열온도에 따라 마르텐사이트(martensite), 트로오스타이트(troostite) 또는 템퍼링 소르바이트(tempering sorbite) 상태를 얻을 수 있다. 이러한 상태는 구조 및 특성에서 경화 상태와 다릅니다. 경화 중에 라멜라 펄라이트에서와 같이 세멘타이트(트로스트타이트 및 소르바이트)가 길쭉한 판 형태로 얻어집니다. 그리고 당신이 그것을 떠날 때, 그것은 입상 펄라이트에서와 같이 입상 또는 점으로 판명됩니다.

마르텐사이트로 경화된 강철을 템퍼링하는 동안 변형이 발생하여 마르텐사이트가 분해되고 평형 구조상 조성이 형성됩니다. 이러한 변형의 강도와 결과는 템퍼링 온도에 따라 다릅니다. 템퍼링 온도는 제품의 기능적 작동 목적에 따라 선택됩니다.

수년간의 운영 및 생산 관행의 과정에서 세 가지 주요 제품 그룹이 개발되었으며 성공적인 운영을 위해서는 고유한 점도-강도 특성의 "고유한" 복합체가 필요합니다.

첫 번째 그룹: 절삭 측정 도구 및 콜드 스탬핑용 다이. 그들의 재료는 높은 경도와 작은 점도 마진이 필요합니다. 두 번째 그룹은 스프링과 스프링으로 구성되며, 그 재료는 높은 탄성 한계와 만족스러운 점도의 조합이 필요합니다. 세 번째 그룹에는 정적 및 특히 동적 또는 주기적 부하를 경험하는 대부분의 기계 부품이 포함됩니다. 제품의 장기간 작동으로 인해 해당 재료는 최대 점도와 만족스러운 강도 특성의 조합이 필요합니다.

가열 온도에 따라 저온(저), 중온(중), 고온(고)의 세 가지 템퍼링이 있습니다. 도트 구조의 장점은 강도와 ​​연성의 보다 유리한 조합입니다.

낮은 템퍼링(200-300°C의 온도로 가열)에서 마르텐사이트는 주로 강철 구조에 남아 있으며, 또한 XNUMX-철의 탄소 고용체에서 철 탄화물의 석출이 시작되고 초기에 소그룹으로 축적됩니다. . 이것은 경도가 약간 감소하고 강철의 소성 및 연성 특성이 증가하며 부품의 내부 응력이 감소합니다.

저온 템퍼링을 위해 부품은 일반적으로 오일 또는 염욕에서 일정 시간 동안 보관됩니다. 낮은 템퍼링은 절단, 측정 도구 및 기어에 사용됩니다. 중간 및 높은 템퍼링을 사용하면 마르텐사이트 상태의 강철이 트로스타이트 또는 소르바이트 상태로 이동합니다. 템퍼링이 높을수록 템퍼링된 강철의 경도는 낮아지고 연성과 인성은 커집니다. 높은 템퍼링으로 강철은 기계적 특성, 증가된 강도, 연성 및 인성의 조합을 받습니다. 따라서 담금질 후 강철의 높은 템퍼링은 단조 다이, 스프링, 스프링이라고 하며 높은 템퍼링은 높은 응력을 받는 많은 부품에 적용됩니다.

일부 강종의 경우 표준화 후에 템퍼링이 수행됩니다. 이는 인성이 높아 절삭공구에 의한 가공성이 불량한 세립 합금 차공석강(특히 니켈)을 말한다. 가공성을 향상시키기 위해 강철은 고온(최대 950-970°)에서 정규화되며, 그 결과 큰 조직(더 나은 가공성을 결정함)과 동시에 증가된 경도(낮은 임계 비율로 인해 니켈강의 경화). 경도를 낮추기 위해 이 강을 높게 템퍼링합니다.

템퍼링의 목적은 단순히 경화된 강철의 내부 응력을 제거하는 것이 아닙니다. 낮은 템퍼링에서 마르텐사이트는 격자를 과포화하는 탄소 원자에서 부분적으로 자유롭고 템퍼링 마르텐사이트는 탄소의 과포화 고용체를 기반으로 합니다.

중온(중) 템퍼링은 350~450°C의 온도에서 수행됩니다. 이러한 가열에 의해 마텐자이트의 분해가 완료되어 조성과 내부구조가 정상인 페라이트와 시멘타이트가 형성된다. 확산 과정의 강도가 충분하지 않기 때문에 결과상의 입자 크기가 매우 작은 것으로 판명되었습니다.

고온(고) 템퍼링은 500-650 °C에서 수행됩니다. 이러한 가열 조건에서 확산 과정이 강화되면 더 큰 입자의 페라이트와 시멘타이트가 형성되고 전위 밀도가 감소하고 잔류 응력이 완전히 제거됩니다.

높은 템퍼링에서 얻은 템퍼 소르바이트라고 불리는 마르텐사이트의 분해 생성물은 강철에 대해 가장 높은 점도를 갖는다.

이러한 복합체는 동적 하중을 받는 기계 부품에 이상적입니다. 이러한 이점으로 인해 담금질과 고템퍼링을 결합한 열처리는 오랫동안 개선이라고 불려 왔습니다.

38. 강철의 화학 열처리. 목적, 유형 및 일반 패턴. 금속 및 비금속 합금의 확산 포화

화학 열처리(CHT) - 필요한 방향으로 부품의 표면층의 조성, 구조 및 특성을 변경하기 위해 열 및 화학적 효과의 조합으로 처리하며, 해당 요소와 금속 재료의 표면 포화 고온 환경에서 원자 상태로 확산되어 (C, T, B, Al, Cr, Si, T 등) 발생합니다.

표면 경화 및 부식 방지를 위한 금속 및 합금의 화학적 처리는 기계 부품의 신뢰성과 내구성을 향상시킵니다.

CTO에는 주요 상호 관련된 단계가 포함됩니다.

1) 포화 매질에서 활성 원자의 형성 및 처리된 금속 표면으로의 확산;

2) 포화 표면에 의한 흡착 형성 활성 원자;

3) 금속 내부에 흡착된 원자의 확산-이동. 확산 공정의 발달로 인해 화학 성분, 구조 및 특성이 초기 층과 다른 포화 표면의 부품 재료 인 확산 층이 형성됩니다.

포화 활성 매체의 작용에 영향을 받지 않는 확산층 아래 부분의 물질을 코어라고 합니다. 확산층의 총 두께는 포화 표면에서 코어까지의 최단 거리입니다. 확산층의 유효 두께는 포화 표면에서 측정된 영역까지의 최단 거리이며 기본 매개변수의 설정된 제한 공칭 값에 따라 다릅니다.

확산층의 기본 매개변수는 포화면으로부터의 거리에 따라 품질이 달라지는 기준이 되는 물질 매개변수이다. 확산층의 전이 영역은 코어에 인접한 확산층의 내부 부분이며, 그 길이는 총 두께와 유효 두께의 차이에 의해 결정됩니다.

스테이지 XTO - 확산. 금속에서 치환 고용체의 형성 동안 확산은 주로 공공 메커니즘에 따라 발생합니다. 간극 고용체의 형성에서 간극을 따라 확산되는 메커니즘이 실현됩니다.

강철의 침탄 - 기화기에서 가열될 때 탄소가 있는 강철 표층의 확산 포화로 구성된 XTO는 오스테나이트가 안정되어 탄소를 대량으로 용해시킬 때 930-950°C에서 수행됩니다.

침탄에는 저탄소 합금강이 사용됩니다. 연삭 여유가 있는 가공 후 침탄 처리를 위해 부품이 배송됩니다.

그라우팅의 주요 유형은 고체 및 기체입니다. 가스 침탄은 고체 침탄보다 더 진보된 기술 공정입니다. 가스 침탄의 경우, 층에서 주어진 탄소 농도를 얻을 수 있습니다. 프로세스 기간이 단축됩니다. 프로세스의 완전한 기계화 및 자동화 가능성이 제공됩니다. 부품의 열처리를 단순화합니다.

열처리는 다음을 위해 필요합니다. 구조를 수정하고 코어 및 시멘트 층의 입자를 연마합니다. 합착층에서 높은 경도를 얻고 코어의 우수한 기계적 특성을 얻습니다. 침탄 후 열처리는 이중 담금질과 뜨임으로 구성됩니다. 이러한 열처리의 단점은 기술 공정의 복잡성, 산화 및 탈탄 가능성입니다.

최종 작업은 160-180 °C에서 낮은 템퍼링으로 표면층의 경화된 마르텐사이트를 템퍼링된 마르텐사이트로 변환하여 응력을 완화하고 기계적 특성을 개선합니다.

강철의 질화 - 적절한 매체에서 가열될 때 질소로 강철 표면층의 확산 포화로 구성된 XTO. 질화강층의 경도는 침탄층보다 높으며 고온(450~500°C) 가열시 유지되는 반면 마르텐사이트 구조를 갖는 침탄층의 경도는 200-225 °C 질화는 종종 500-600 °C에서 수행됩니다.

금속 및 비금속 합금의 확산 포화

보링은 경도, 내마모성 및 내식성을 높이기 위해 금속 및 합금 표면을 붕소로 포화시키는 것입니다. 붕소화는 펄라이트, 페라이트 및 오스테나이트 계열의 강, 내화 금속 및 니켈 합금에 적용됩니다.

규소화. 표면이 실리콘으로 포화되면 금속 및 합금의 내식성, 내열성, 경도 및 내마모성이 증가합니다.

크롬 도금 - 크롬으로 제품 표면의 포화. 주철, 다양한 등급의 강, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 니오븀, 코발트 및 금속-세라믹 재료 기반 합금은 확산 크롬 도금을 받습니다. 크롬 도금은 1420°C의 진공 챔버에서 수행됩니다.

Aluminizing은 내열성, 내식성 및 내식성을 높이기 위해 제품 표면에 알루미늄을 확산 포화시키는 과정입니다. 철과 강철을 알루미늄화할 때 층 두께에 걸쳐 알루미늄 농도의 점진적인 감소가 관찰됩니다.

표면 경화의 목적은 공작물 표면의 경도, 내마모성 및 내구성 한계를 높이는 것입니다. 동시에 코어는 점성을 유지하고 제품은 충격 하중을 감지합니다.

39. 노화. 목적, 노화 중 합금의 미세구조 및 특성 변화

템퍼링 및 에이징은 경화된 합금의 특성을 변경하는 열처리 유형입니다.

템퍼링이라는 용어는 일반적으로 다형 변형으로 담금질된 합금에만 적용되며, 시효라는 용어는 다형 변형 없이 담금질하는 경우에 사용됩니다(이러한 담금질 후 과포화 고용체가 고정됨).

강철 템퍼링의 목적은 특성을 개선하는 것입니다. 강철 템퍼링은 경화 효과를 부드럽게 하고 잔류 응력을 줄이거나 제거하며 인성을 높이고 강철의 경도와 취성을 줄입니다. 템퍼링은 마르텐사이트용으로 경화된 부품을 임계 온도보다 낮은 온도로 가열하여 수행됩니다.

시효 후 템퍼링과 달리 강도와 경도는 증가하고 연성은 감소합니다.

노화 중 주요 공정은 담금질의 결과로 얻어지는 과포화 고용체의 분해입니다.

따라서 합금의 시효는 과잉 상의 다양한 용해도와 관련이 있으며, 시효 중 경화는 과포화 고용체의 분해 동안 분산된 석출물 및 결과적인 내부 응력의 결과로 발생합니다.

노후화된 합금에서 과포화 고용체의 석출물은 박판(원판 모양), 등축(일반적으로 구형 또는 입방체) 및 침상과 같은 주요 형태로 발생합니다. 얇은 판 - 렌즈 형태의 석출물의 경우 탄성 왜곡 에너지가 최소화됩니다. 노화의 주요 목적은 강도를 높이고 물성을 안정화시키는 것입니다.

자연 노화, 인공 노화 및 소성 변형 후는 구별됩니다.

자연 시효는 경화된 합금의 자발적인 강도 증가(및 연성 감소)로, 상온에서 유지하는 과정에서 발생합니다. 합금을 가열하면 원자의 이동성이 증가하여 공정이 빨라집니다.

저온의 고용체는 가장 자주 구역 형성 단계로 분해됩니다. 이러한 영역은 과잉 구성 요소가 풍부한 분산 영역입니다. 그들은 원래 용액이 가지고 있던 결정 구조를 유지합니다. 이 구역은 Guinier와 Preston의 이름을 따서 명명되었습니다. 전자현미경을 사용하여 이러한 영역은 ~10A 직경의 구형 입자 형태를 갖는 Al-Ag 합금에서 관찰할 수 있습니다. Al-Cu spalavs에는 두께가 10A 미만인 구역 플레이트가 있습니다.

인공 노화는 고온에 노출되는 동안 발생하는 강도의 증가입니다. 과포화 고용체 구조를 가진 경화 합금이 소성 변형을 받으면 노화 과정이 가속화됩니다. 이러한 유형의 노화를 변형이라고 합니다. 알루미늄 합금의 열처리는 경화와 시효의 두 가지 주기로 구성됩니다. 노화는 과포화 고체 용액에서 발생하는 모든 과정, 즉 방출을 준비하는 과정과 방출 과정을 포함합니다. 석출 과정만 일어나는 변형을 석출 경화라고 합니다.

실제로, 인큐베이션 기간은 매우 중요합니다. 경화된 합금에서 준비 과정이 수행되는 시간, 경화된 합금이 높은 연성을 유지하는 시간입니다. 이를 통해 담금질 직후 냉간 변형을 수행할 수 있습니다.

복잡한 준비 과정 없이 숙성 과정에서 석출 과정만 일어난다면 이 현상을 석출 경화라고 합니다.

합금의 노화 현상의 실질적인 중요성은 매우 높습니다. 따라서 시효 후 XNUMX차 시멘타이트의 페라이트와 질화물에 분산 석출되어 저탄소강의 강도가 증가하고 연성이 감소한다.

노화는 알루미늄 합금, 일부 구리 합금 및 많은 고온 및 기타 합금을 경화시키는 주요 방법입니다. 현재, 마레이징 합금이 점점 더 널리 사용되고 있습니다.

오늘날에는 "자연 노화"라는 용어 대신 "저온 노화"라는 용어가 자주 사용되며 "인공 노화"- "고온 노화"대신 사용됩니다. 노화에 의해 경화되는 최초의 금속은 알루미늄 합금이었습니다. 경화는 100 °C 이상의 온도에서 수행되었습니다.

분해 과정의 차이는 다른 온도 간격에서 관찰됩니다. 따라서 합금에서 최적의 특성 세트를 얻기 위해 저온 및 고온에서 특정 순서로 발생하는 복합 시효가 사용됩니다.

포화 고용체의 분해 과정에서 발생하는 합금의 노화가 가장 중요합니다. 합금 냉각 후 고용체의 과포화 상태가 나타납니다. 이것은 고온에서 불순물 및 합금 성분의 용해도가 증가하기 때문입니다.

40. 합금강의 분류 및 표시. 강철의 변형, 미세 구조 및 특성에 대한 합금 원소의 영향; 합금강 개발의 원리

합금강은 탄소 및 기존 불순물 외에 특성을 향상시키는 다른 요소를 포함하는 강입니다.

크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐, 코발트, 티타늄, 알루미늄, 구리 및 기타 원소는 강철 합금에 사용됩니다. 망간은 강철의 함량이 1% 이상인 경우에만 합금 성분으로 간주되며 규소의 함량은 0,8% 이상인 경우에만 합금 성분으로 간주됩니다.

합금원소는 강에 도입되어 기계적, 물리적, 화학적 성질을 변화시키며, 강철의 목적에 따라 적절한 방향으로 성질을 변화시키는 원소를 첨가한다.

많은 등급의 합금강은 열처리 후에 만 ​​​​높은 물리적 및 기계적 특성을 얻습니다.

강에 함유된 합금원소의 총량에 따라 저합금(합금원소의 총함유량이 2,5%이하), 중합금(2,5~10%), 고합금(10이상)으로 나뉩니다. %).

탄소강의 단점은 이 강이 원하는 기계적 특성 조합을 갖지 않는다는 것입니다. 탄소 함량이 증가함에 따라 강도와 경도가 증가하지만 동시에 연성과 인성이 급격히 감소하고 취성이 증가합니다. 탄소강 절삭 공구는 매우 부서지기 쉽고 공구에 대한 충격 하중 작업에 적합하지 않습니다.

탄소강은 종종 책임 있는 기계 제작 및 도구 제작의 요구 사항을 충족하지 못합니다. 이러한 경우에는 합금강을 사용해야 합니다.

탄소와 관련된 합금 원소는 두 그룹으로 나뉩니다.

1) 탄소 - 탄화물(크롬, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄)과 안정한 화합물을 형성하는 원소; 탄화물은 단순할 수 있습니다(예: Cr₄ C) 또는 복합 합금 합금(예: ((FeC)7C3), 경도는 일반적으로 탄화철의 경도보다 높고 취성은 낮습니다.

2) 철의 존재 하에서 탄화물을 형성하지 않고 고용체에 포함되는 원소 - 페라이트(니켈, 실리콘, 코발트, 알루미늄, 구리).

약속에 따라 합금강은 구조용, 공구 및 특수 물리적 및 화학적 특성을 가진 강으로 나뉩니다.

구조용 강은 기계 부품 제조에 사용됩니다. 시멘트 처리 (시멘테이션 대상) 및 개선 (개선 대상-담금질 및 고온 템퍼링)으로 나뉩니다. 특수한 특성을 가진 강철에는 스테인리스, 내열성, 내산성, 내마모성, 특수한 자기 및 전기적 특성이 있습니다.

합금 원소 지정을 위한 GOST에 따른 표시: X - 크롬, H - 니켈, G - 망간, C - 실리콘, B - 텅스텐, M - 몰리브덴, K - 코발트.

구조용 합금강의 경우 처음 두 자리는 평균 탄소 함량을 1/1%로 표시하고 문자는 해당 합금 원소의 존재를 나타내며 문자 뒤의 숫자는 강철에서 이러한 구성 요소의 비율을 나타내는 표시가 채택됩니다. 문자 뒤에 숫자가 없으면 강철에서 이 원소의 함량은 대략 XNUMX%입니다. 숫자가 없으면 강철에 약 XNUMX% 이상의 탄소가 포함되어 있습니다.

고급강을 지정하기 위해 마킹 끝에 A를 추가하며, 고급강은 일반 고급강보다 황, 인 함량이 적습니다.

특수 목적 강에는 Ш - 볼 베어링, Р - 고속 절삭, Zh - 크롬 스테인리스 페라이트계 등급, Я - 크롬-니켈 스테인리스 오스테나이트계 등급, Е - 전기 강판 등 앞에 배치된 문자의 특수 표시가 있습니다.

많은 강철은 충분히 높은 강도 특성을 가진 엔지니어링 재료에 기인할 수 있습니다. 이러한 강에는 탄소강, 저합금강, 고강도 중합금강, 고강도 고합금(마르텐사이트 노화)강이 포함됩니다.

모든 합금강은 XNUMX가지 특징에 따라 그룹으로 나눌 수 있습니다: 강의 평형 구조에 따라, 강을 공기 중에서 냉각한 후 구조에 따라, 강의 조성에 따라, 강의 목적에 따라.

강철에 포함된 탄소의 양에 따라 저탄소 0.1-0.2%, 중탄소 및 고탄소 0.6-1.7% C로 구분됩니다.

강의 구조는 저공석(페라이트 + 펄라이트), 공석(펄라이트) 및 과공석(펄라이트 + 시멘타이트) 강철일 수 있습니다.

강철을 제련하는 세 가지 방법이 있습니다: 끓이기, 반 진정, 침착 방법. 비등 방법을 사용하면 강철 구조에 많은 수의 기포가 포함되며 이는 금형 내 강철 탈산 및 CO 방출의 결과입니다.

강철은 또한 전로, 전기로 및 연속 주조 설비를 사용하여 얻습니다.

41. 구조용 강재: 건설, 엔지니어링, 고강도. 공구강: 공구강, 베어링강, 다이강

탄소 공구강 U8, U10, U11, U12는 과냉각 오스테나이트의 낮은 안정성으로 인해 경화성이 낮아 소형 공구에 사용됩니다.

강재 U10, U11, U12는 절삭 공구(드릴, 줄), U7 및 U8 - 목공 공구에 사용됩니다. 강철은 10-12 °C 이상으로 가열하면 높은 경도(U62-U63-190-200НРС)가 크게 감소하기 때문에 저속 절단 전용 절삭 공구로 사용할 수 있습니다.

내열성이 없는 강화된 경화성 합금강(11HF, 13X, HVSG, 9XS, X, V2F)은 강도가 낮은 재료를 절단하는 데 적합하며 작업 중 열을 받지 않는 공구에 사용됩니다. 합금강은 탄소강보다 경화성이 높습니다.

고속도강(R6M5, R12F3, R8M3)은 내열성이 높고 고속절삭 시 인선에서 발생하는 고온에서 높은 경도, 강도 및 내마모성을 가지고 있습니다. 이 강의 주요 합금 원소는 텅스텐, 몰리브덴, 코발트 및 바나듐입니다.

탄소강은 구조강(연강 및 중경강)과 공구강(경강)으로 구분됩니다.

GOST에 따른 구조용 강재는 다음과 같이 나뉩니다.

1) 일반 품질의 탄소강, 열간 압연, 노상 또는 베세머 방법으로 제련

2) 고품질 탄소강, 기계 제작, 열간 압연 및 단조, 노로 또는 전기로에서 제련. 이 강철은 기계 및 메커니즘의 보다 중요한 부품 제조에 사용됩니다.

구조용 합금강은 중요한 기계 부품 및 금속 구조물의 제조에 사용됩니다.

삼중합금강. 합금 성분으로서의 크롬은 강철의 강도를 높이고 상대적으로 저렴합니다. 크롬은 강철에 우수한 내마모성을 부여하고 탄소의 양이 증가함에 따라 탄화물 형성으로 인해 경도가 높아집니다.

저합금 및 중합금 크롬강은 항공기, 자동차 및 트랙터 건설뿐만 아니라 차축, 샤프트, 기어 및 기타 부품 제조를 위한 기타 엔지니어링 분야에서 널리 사용됩니다.

0,4-1,65% Cr 및 0,95-1,15% C 함량의 크롬강은 볼 베어링 강 그룹을 형성합니다. 저합금 크롬강은 도구 제조에도 사용됩니다. 고합금 크롬강은 스테인리스이며 공기뿐만 아니라 가혹한 환경에서도 부식에 강합니다. 고온에서 강도를 유지하며 터빈 블레이드, 고압 실린더 및 과열기 튜브 제조에 사용됩니다.

니켈은 우수한 합금 원소이지만 매우 비싸고 희소합니다. 그들은 크롬 및 망간과 함께 사용하려고합니다. 니켈은 강철의 강도, 인성 및 경도(담금질 후)를 증가시켜 연성을 약간 감소시키고 경화성 및 내식성을 크게 증가시킵니다. 담금질 및 낮은 템퍼링 후 니켈 강은 경도가 높지만 취성이 없습니다.

저합금 및 중합금 니켈강은 자동차 및 중요 엔지니어링 산업에서 사용됩니다. 고합금 니켈강에는 특별한 특성이 있습니다. 0,8% 이상의 규소 함량으로 강철의 강도, 탄성 및 경도가 증가하여 인성이 감소합니다.

저탄소 규소강은 교량 건설에 사용되며 열처리를 하지 않습니다.

강철 55C2, 6 °C2는 스프링 및 스프링 제조에 사용됩니다. 담금질 및 템퍼링 후 인장 강도와 탄성이 높은 강입니다.

망간은 강철의 경도와 강도를 증가시키고 경화성을 증가시키며 용접성을 향상시킵니다. 합금 망간강은 최소 1%의 Mn을 포함하는 강철이라고 합니다. 실제로 저합금 및 고합금 망간강이 사용됩니다.

매우 높은 인성과 충격 마모 저항성을 지닌 고합금강 등급 G13이 널리 사용됩니다. 철도 스위치 및 십자가, 준설 바이저를 만드는 데 사용됩니다.

공구 합금강. 공구 종류별로 주어진 작업 조건에 가장 적합한 품질의 강재를 사용해야 합니다.

절삭공구용 저합금강은 탄소강과 절삭력에 차이가 없고 낮은 절삭속도에서 사용된다.

절삭 공구용 저합금강의 일반적인 등급은 다음과 같습니다.

1) 강철 등급 X - 크롬(커터, 드릴 제조용);

2) 강철 등급 9XC - 크롬-실리콘(커터, 드릴 제조용);

3) 강철 등급 B1 - 텅스텐(트위스트 드릴, 리머 제조용).

42. 스테인레스, 내열성 및 내열성, 내한성, 전기 및 내마모성 강

탄소 함량을 가능한 최소량으로 줄이고 합금의 전극 전위가 증가하는 양만큼 철과 고용체를 형성하는 합금 원소를 도입하면 강의 내식성이 증가한다. 대기 부식에 강한 강을 스테인리스강이라고 합니다. 산, 염, 알칼리 및 기타 공격적인 매체에 의한 부식에 대한 내성이 높은 강철 또는 합금을 내산성이라고 합니다.

부식은 환경과 전기 화학적 상호 작용의 상호 작용으로 인한 금속의 파괴입니다. 구조 재료는 높은 내식성을 가지고 있습니다. 탄소강 및 저합금강은 대기, 물 및 기타 매체의 부식에 대해 불안정합니다. 부식 방지는 환경의 부식 효과에 저항할 수 있는 금속 및 합금입니다.

크롬은 산화 환경에서 강철을 내식성으로 만드는 주요 합금 원소입니다.

내열성은 고온에서 가스의 부식 효과에 저항하는 금속 및 합금의 능력입니다. 가스의 부식 효과는 고온에서 강철을 산화시킵니다. 산화 강도는 산화막의 구성과 구조에 영향을 받습니다. 필름이 다공성이면 산화가 집중적으로 발생하고 밀도가 높으면 속도가 느려지거나 완전히 멈 춥니 다.

산소가 강철 깊숙이 침투하는 것을 방지하는 조밀한 산화막을 얻기 위해 크롬, 실리콘 또는 알루미늄과 합금됩니다. 강철의 합금 원소가 많을수록 내열성이 높아집니다.

내열성. 공구 재료의 경우 절삭 특성을 유지하는 최고 온도에 의해 결정됩니다. 사용된 공구 재료의 내열성 범위는 200~1500°C입니다. 내열성 감소 정도에 따라 재료는 초경질, 절삭 세라믹, 경질 합금, 고속, 합금, 탄소 순으로 배열됩니다. 철강. 장기간 온도에 노출되어도 높은 내열성은 동일한 수준으로 유지되어야 합니다. 핫 다이의 금속은 안정적인 템퍼링 저항을 제공해야 합니다.

내열성은 강철이 고온에서 기계적 응력에 저항하는 능력입니다. 내열강 및 합금은 고온에서 장시간 하중을 받을 수 있는 것입니다. 내열강은 일반적으로 동시에 내열성이 있습니다.

크리프는 일정한 하중과 고온의 장기간 작용으로 증가하는 변형입니다. 탄소 및 합금 구조용 강재의 경우 350°C 이상의 온도에서 크리프가 발생합니다.

크리프는 크리프 한계를 특징으로 하며, 이는 주어진 온도에서 특정 시간에 강철이 특정 양만큼 변형되도록 하는 응력으로 이해됩니다.

내열성 합금. 내열 니켈 합금의 개발은 일반 니크롬에 티타늄과 알루미늄을 소량 첨가하면서 시작되었습니다. 열처리 없이 2% 미만의 티타늄과 알루미늄을 추가하면 약 700°C의 온도에서 니크롬의 크리프 성능이 크게 향상됩니다.

내열 니켈 합금은 단조 합금과 주조 합금으로 구분됩니다. 단조 합금의 내열성은 열처리 중에 형성됩니다. 주조 고온 니켈 합금은 단조 합금과 조성이 유사하지만 일반적으로 더 많은 양의 알루미늄과 티타늄을 포함합니다.

내한성 - 저온의 영향으로 발생할 수 있는 변형 및 파괴에 저항하는 금속의 능력.

전기강은 연강의 얇은 판입니다. 전기 장비의 핵심은 그것으로 만들어집니다. 이 강철에는 실리콘이 포함되어 있습니다. 냉간 압연 및 열간 압연 전기강, 발전기 및 변압기강이 있습니다. 전기강의 합금화에는 0,5% Al이 사용됩니다.

내마모성 강철. 마모, 고압 및 충격 조건에서 작동하는 부품의 경우(캐터필러 차량의 트랙, 크러셔의 조, 철도 및 트램 트랙의 전환 지점) 110% C 및 13% Mn을 포함하는 오스테나이트 구조의 고망간 주강 0,9G11,5L은 다음과 같습니다. 사용된.

주조 상태에서 강구조는 오스테나이트와 (Fe, Mn)3C계 탄화물로 구성되어 오스테나이트 결정립의 경계를 따라 석출되며 그 강도와 충격강도가 크게 저하되어 주조 부품이 담금질된다. 1100 ° C까지 가열하고 물에서 냉각합니다. 이 온도에서 탄화물은 오스테나이트에 용해되고 강철은 보다 안정적인 오스테나이트 조직을 얻습니다.

충격 및 연마 마모 조건에서 결정 구조의 결함(전위, 적층 결함)이 강의 표층에 형성되어 표면 경화로 이어집니다. 충격 하중 및 냉간 소성 변형에서 가공 경화의 결과로 경도 및 내마모성이 증가할 수 있습니다.

강철 110G13L은 경화로 인해 절삭 가공이 잘 되지 않으므로 후속 가공 없이 주조를 통해 이 강철로 부품 또는 제품을 제조하는 것이 좋습니다. 이 강철 브랜드 끝에 있는 문자 L은 "주물"을 의미합니다.

43. 비철금속 및 그 합금의 표시, 구조, 특성 및 응용

비철금속에는 구리, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 납, 아연, 주석 등이 있으며, 이들은 상대적으로 높은 가격에도 불구하고 가치 있는 특성을 갖고 산업에서 사용됩니다. 때로는 가능하면 비철금속이 철금속이나 비금속 재료(예: 플라스틱)로 대체됩니다.

다음과 같은 비철금속 및 합금 그룹이 구분됩니다. 경금속 및 합금(밀도 3.0g/cm3); 구리 합금 및 특수 비철 합금 - 백동, 비은, 귀금속 합금 등

응용 산업에서 구리는 비철금속 중에서 첫 번째 장소 중 하나를 차지합니다. 구리의 특성 - 높은 연성, 전기 전도성, 열 전도성, 내식성 증가. 구리는 전기 공학, 전기 전송을 위한 케이블 및 전선 제조에 사용되며 기계 공학에서 널리 사용되는 다양한 합금 제조의 기초 역할을 합니다.

알루미늄은 높은 연성, 우수한 전기 전도성 및 내식성을 가진 경금속입니다. 클래딩에 의한 산화로부터 다른 금속 및 합금을 보호하기 위해 전선,기구 제조에 사용됩니다. 기계 공학에서 순수 알루미늄은 기계적 특성이 낮기 때문에 거의 사용되지 않습니다. 알루미늄은 항공기 제작, 자동차 및 마차 제작, 악기 제작에 널리 사용되는 많은 합금 생산의 기초입니다. 알루미늄 합금은 변형(열처리에 의해 경화되고 경화되지 않음)되어 주조됩니다. 두랄루민은 가장 일반적인 합금으로 변형된 형태로 사용되며 열처리를 통해 강화됩니다.

마그네슘은 가장 흔한 금속이며 은백색입니다. 마그네슘의 가장 큰 장점은 매우 가벼운 금속이라는 것입니다. 주요 단점은 낮은 내식성입니다. 순수한 마그네슘은 기술 분포를 찾지 못했지만 경합금 생산의 기초로 사용됩니다.

다음 등급의 비철금속(GOST)이 설정되었습니다.

알루미늄 - AB1, AB2, AOO, AO, A1, A2 및 A3;

구리 - MO, M1, M2, ME, M4;

주석 - 01, 02, OE 및 04; 납 - CB, CO, C1, C2, C3, C4;

아연 - TsV, TsO, Ts1, Ts2, Ts3, Ts4;

마그네슘 - Mg1, Mg2.

놋쇠. 황동은 순수한 구리와 비교할 때 강도, 연성 및 경도가 더 크며 더 유동적이며 부식에 강합니다.

단순한 황동 외에도 철, 망간, 니켈, 주석, 실리콘이 첨가된 특수 황동이 사용됩니다. 특수 황동의 합금 성분의 양은 7-8%를 초과하지 않습니다. 특수 황동은 기계적 특성이 향상되었습니다. 그들 중 일부는 중간 탄소강에 비해 강도가 열등하지 않습니다.

GOST에 따르면 황동은 문자 L과 합금의 구리 양을 나타내는 숫자로 지정됩니다.

합금 성분의 지정은 다음과 같습니다. F - 철; H - 니켈; O - 주석; K - 실리콘; C - 리드. 합금 성분의 양은 숫자로 표시됩니다.

황동은 주조(성형 주조에 사용)되고 압력 처리를 받습니다. 황동은 시트, 와이어, 슬리브, 스탬프 피팅, 기구의 제조에 사용됩니다.

청동은 주석, 알루미늄, 실리콘, 니켈입니다. 주석 청동은 높은 내식성, 우수한 유동성 및 향상된 감마 특성을 가지고 있습니다. 주물은 그들로부터 만들어집니다. 추가 요소(아연, 납, 니켈)를 도입하면 희소 주석 함량을 낮추면서 더 나은 특성을 얻을 수 있기 때문에 단순 주석 청동은 거의 사용되지 않습니다.

GOST에 따르면 주석 청동에는 BrO 문자와 주석 함량을 나타내는 숫자가 표시되어 있습니다. 후속 문자와 숫자는 청동에 추가 요소의 존재와 수량을 보여줍니다. 추가 요소를 지정하기 위해 특수 황동을 표시할 때와 동일한 문자가 사용됩니다. 아연은 문자 C로 표시되고 인은 문자 F로 표시됩니다.

주석은 값비싼 금속이며 실제로 거의 사용되지 않습니다. 주석 청동의 대체품은 알루미늄, 실리콘, 망간 및 기타 청동입니다.

알루미늄 청동은 최대 11%의 A1 함량으로 사용됩니다. 구조상 청동은 주로(최대 9,7% Al) 단상이며 구리에 알루미늄이 고용되어 있습니다. 기계적 특성면에서 알루미늄 청동은 주석 청동보다 우수하며 연성, 내식성 및 내마모성이 있습니다.

단점은 액체 상태에서 냉각하는 동안 수축이 크며 액체 청동에서 알루미늄 산화물이 쉽게 형성되어 유동성이 손상된다는 것입니다. 추가 요소(철, 망간)는 기계적 특성을 증가시킵니다. 실리콘 브론즈는 균질 합금에 속합니다. 고용체는 높은 기계적 특성과 주조 특성을 가지고 있습니다. 주석 청동을 대체합니다. 망간과 니켈은 실리콘 브론즈에 도입되어 특성을 향상시킵니다.

44. 알루미늄; 알루미늄의 특성에 대한 불순물의 영향; 단조 및 주조 알루미늄 합금

알루미늄은 저밀도, 높은 열 및 전기 전도성, 금속 표면에 조밀한 Al 산화물 피막 형성으로 인해 많은 환경에서 우수한 내식성으로 구별됩니다.₂0₃. 테크니컬 어닐링 알루미늄 ADM은 냉간 소성 변형에 의해 경화됩니다.

알루미늄은 연성이 높고 압력에 의해 쉽게 가공되지만 절단 시 합병증이 발생하며 그 원인 중 하나가 공구에 금속이 들러붙는 것입니다.

알루미늄에 존재하는 불순물에 따라 부식, 물리적, 기계적 및 기술적 특성의 변화가 관찰됩니다. 대부분의 불순물은 알루미늄의 전기 전도도에 부정적인 영향을 미칩니다. 가장 흔한 불순물은 철, 규소입니다. 철은 전기 전도성과 함께 연성 및 내식성을 감소시키고 알루미늄의 강도 특성을 증가시킵니다. 알루미늄과 규소 및 마그네슘의 합금에 철이 존재하면 합금의 특성에 부정적인 영향을 미칩니다. 니켈이 존재하는 알루미늄 합금에서만 철이 유용한 불순물로 간주됩니다.

알루미늄 합금에서 가장 흔한 불순물은 실리콘입니다. 이 금속뿐만 아니라 구리, 마그네슘, 아연, 망간, 니켈 및 크롬이 주성분으로 알루미늄 합금에 도입됩니다. CuAl 화합물₂, 마그네슘₂Si, CuMgAl₂- 알루미늄 합금을 효과적으로 강화합니다.

알루미늄 합금의 기본 합금 원소. 망간은 내식성을 향상시킵니다. 규소는 공융 형성에 참여하기 때문에 여러 주조 알루미늄 합금(실루민)의 주요 합금 원소입니다.

Ni, Ti, Cr, Fe는 합금의 내열성을 증가시켜 확산 과정을 억제하고 안정한 복합 합금 경화 단계를 형성합니다. 합금의 리튬은 탄성 계수 증가에 기여합니다. 동시에 마그네슘과 망간은 알루미늄의 열 및 전기 전도성과 철의 내식성을 감소시킵니다.

알루미늄 합금 마킹. 현재 두 가지 합금 마킹이 동시에 사용됩니다: 이전 영숫자와 새 디지털. 이와 함께 반제품 및 제품의 기술 처리에 대한 영숫자 표시가 있으며 이는 합금의 기계적, 화학적 및 기타 특성을 정 성적으로 반영합니다.

알루미늄 합금의 분류. 알루미늄 합금은 소성 변형 및 주조 공정이 분말 합금 및 복합 재료의 생산에 사용되기 때문에 주로 단조 및 주조 알루미늄 합금으로 구분됩니다.

알루미늄 합금은 열처리에 의해 경화되는 능력에 따라 경화와 비경화로 나뉩니다. 그들은 균질화, 재결정화 및 연화 소둔을 거칠 수 있습니다.

Al-Cu-Mg 시스템의 합금 - 두랄루민 D1, D16, D18, D19 등은 강도와 ​​연성의 좋은 조합으로 구별되며 열처리는 두랄루민을 강화하고 스폿 용접으로 용접성을 높입니다. 그들은 만족스럽게 가공할 수 있지만 가열 후 입계 부식이 발생하기 쉽습니다. 클래딩을 통해 합금의 내식성을 크게 높일 수 있습니다.

항공에서 두랄루민은 항공기 구조의 동력 요소인 프로펠러 블레이드(D1)의 제조에 사용됩니다(D16, D19).

Al-Zn-Mg-Cu 시스템(V93, V95, V96Ts)의 고강도 합금은 높은 인장 강도 값(최대 700MPa)이 특징입니다. 동시에 응고 단계적 노화(T2, T95)와 고순도(V95kch) 및 특수(VXNUMXoch) 합금을 사용하여 충분한 가소성, 내균열성 및 내식성을 달성합니다.

고 모듈러스 합금 1420은 알루미늄과 리튬 및 마그네슘(Al-M-Li 시스템)의 합금으로 인해 밀도가 감소(11%)되고 동시에 탄성 모듈러스가 증가(4%)됩니다.

단조 합금 AK6 및 AK8(Al-M-Si-Cu 시스템)은 열간 가공 중에 높은 가소성을 갖습니다. 그들은 만족스럽게 용접되고 잘 가공되지만 스트레스를 받으면 부식되기 쉽습니다. 내식성을 보장하기 위해 AK6 및 AK8 합금으로 만들어진 부품은 양극 산화 처리되거나 페인트 및 바니시로 코팅됩니다. 단조 합금은 하중을 받는 상태에서 작동하는 단조 및 스탬프 항공기 부품을 만드는 데 사용됩니다. 이 합금은 극저온에서 작동할 수 있습니다.

A1-Cu-Mn(D20, D21) 및 Al-Cu-Mg-Fe-Ni(AK4-1) 시스템의 내열 알루미늄 합금은 다음에서 작동하는 부품(피스톤, 실린더 헤드, 디스크) 제조에 사용됩니다. 고온 (최대 300 ° C). 내열성은 확산 과정을 억제하고 가열 시 응고에 저항하는 복합 합금 미세 분산 강화 상을 형성하는 니켈, 철 및 티타늄과 합금을 합금함으로써 달성됩니다. 합금은 고온 상태에서 높은 연성과 가공성을 가지고 있습니다.

주조 알루미늄 합금.

성형 주물용 합금의 주요 요구 사항은 우수한 주조 특성(높은 유동성, 낮은 수축률, 낮은 열간 균열 및 다공성)과 최적의 기계적 및 화학적(내식성) 특성의 조합입니다. 공융 합금은 최고의 주조 특성을 가지고 있습니다.

45. 구리 구리의 특성에 대한 불순물의 영향. 황동, 청동, 구리-니켈 합금

구리는 분홍색 균열의 붉은 금속으로 융점이 1083 ° C입니다. FCC 결정 격자는 주기가 0,31607 피트입니다. 구리의 밀도는 8,94g/cm3입니다. 구리는 전기 및 열전도율이 높습니다. 구리의 전기 저항은 0,0175μOhm·m입니다.

구리 등급: M00(99,99% Cu), MO(99,97% Cu), M1(99,9% Cu), M2(99,7% Cu), M3(99,50% Cu). 구리에 존재하는 불순물은 특성에 큰 영향을 미칩니다.

불순물과 구리의 상호 작용 특성에 따라 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1. 구리와 고용체를 형성하는 불순물: Ni, Zn, Sb, Fe. P 등 이러한 불순물(특히 Sb)은 구리의 전기전도도와 열전도도를 급격히 감소시키므로 구리 M0 및 M1이 전류 도체로 사용됩니다. 안티몬은 열간 가공을 어렵게 만듭니다.

2. 구리에 거의 녹지 않는 불순물 Pb, Bi 및 기타는 그 안에 저융점 공융을 형성하여 결정립계를 따라 분리되어 압력 처리를 어렵게 만듭니다.

0,005% Bi의 함량에서 구리는 압력에 의해 열간 가공 중에 파괴되고, 비스무트 함량이 높으면 구리가 냉간 취성(cold brittle)이 되고, 이러한 불순물은 전기 전도도에 거의 영향을 미치지 않습니다.

3. 구리와 취성 화합물 Cu를 형성하는 산소 및 황의 불순물₂오와 Cu₂S는 공융의 일부입니다. 산소가 용액에 있으면 전기 전도도가 감소하고 황은 영향을 미치지 않습니다. 유황은 절단에 의해 구리의 가공성을 향상시키며, 구리에 산소가 존재하면 산소가 아산화구리를 형성하여 "수소병"을 유발합니다.

구리가 수소를 함유한 분위기에서 가열되면 구리의 깊이로 확산됩니다. 구리에 Cu 개재물이 있는 경우₂오, 그들은 수소와 반응하여 수증기를 형성합니다. 구리 합금의 두 가지 주요 그룹: 황동 - 구리-아연 합금; 청동은 구리와 다른 원소의 합금입니다.

황동은 구리를 주성분으로 하는 다성분 합금으로 아연이 주성분입니다. 기술 황동에는 최대 40-45%의 Zn이 포함되어 있습니다. 저온 및 고온 조건에서 쉽게 변형되는 단상 b-brass에는 가장 높은 연성을 갖는 L96(톰팩), L80(하프 톰팩), L68이 포함됩니다. 59상(α + β) - 황동, L60 및 LXNUMX은 저온 상태에서 덜 연성이며 고온 압력 처리를 받습니다.

기술을 기반으로 황동은 변형 및 주조의 두 그룹으로 나뉩니다. 주조 황동은 청산되기 쉽지 않으며 마찰 방지 특성이 있습니다.

단조 황동은 대기 조건에서 부식성이 높습니다.

성형 주조용 황동에는 주조 특성을 향상시키는 많은 특수 첨가제가 포함되어 있습니다.

주석 청동. 주석이 풍부한 합금은 매우 부서지기 쉽습니다. 주석 청동은 일반적으로 Zn, Pe, P, Pb, Ni 및 기타 원소와 합금됩니다. 아연은 청동의 기술적 특성을 향상시키고 청동 비용을 줄입니다. 인은 주조 특성을 향상시킵니다. 니켈은 기계적 특성, 내식성 및 주물의 밀도를 증가시키고 편석을 감소시킵니다. 철은 곡물을 갈지만 청동의 기술적 특성과 내식성을 악화시킵니다.

주조 특성이 좋은 단조 및 주조 주석 청동이 있습니다. XNUMX상 청동은 높은 감마 특성을 가지고 있습니다. 그들은 마찰 방지 부품의 제조에 사용됩니다.

니켈 합금은 기계 공학에서 널리 사용됩니다. 니켈은 구리에 부식에 대한 저항력을 증가시키고 기계적 및 주조 특성을 향상시킵니다. 니켈만을 함유한 청동은 니켈의 고가로 인해 사용되지 않는다. 니켈은 다른 요소와 결합하여 도입됩니다.

니켈 합금은 업계에서 일반적이며 다음과 같은 이름이 있습니다. 큐프로니켈(18-20% 니켈이 포함된 구리 합금) - 슬리브에 사용되며 흰색과 높은 내식성을 가집니다. 콘스탄탄은 39-41% 니켈과 구리의 합금입니다. 콘스탄탄은 전기 저항이 높으며 가변 저항기, 전기 측정 기기용 전선 및 테이프 형태로 사용됩니다.

구리 및 그 합금은 전기 공학, 전자, 계측, 주조 및 엔진 제작에 널리 사용됩니다. 따라서 생산된 구리의 50%는 전기 및 전자 산업에서 소비됩니다. 비철금속 중 생산량 XNUMX위(알루미늄에 이어)이다.

구리의 기술 및 기술적 특성 : 높은 전기 및 열 전도성, 충분한 내식성, 압력에 의한 우수한 작업성, 모든 유형의 용접에 의한 용접성, 우수한 납땜 성, 쉬운 연마. 순동은 강도가 낮고 연성이 높습니다. 구리의 단점은 다음과 같습니다.

- 높은 가격;

- 상당한 밀도;

- 주조 중 큰 수축;

- 뜨거운 취성;

- 절단의 복잡성.

46. ​​마그네슘과 그 합금

마그네슘은 반응성 금속입니다. 공기 중에 형성된 MdO 산화막은 마그네슘 자체보다 밀도가 높기 때문에 균열이 발생하고 보호 특성이 없습니다. 마그네슘 분말과 부스러기는 가연성이 높습니다. 뜨겁고 녹은 마그네슘은 물과 접촉하면 폭발합니다.

마그네슘 및 그 합금은 부식에 약하고 주조 중 유동성이 낮으며 고온(225°C 이상)에서만 소성 변형됩니다. 후자는 저온에서 마그네슘의 육각형 격자의 이동이 기본 평면(육각형 프리즘의 바닥)을 따라서만 발생하기 때문입니다. 200-300 °C로 가열하면 추가 슬립 플레인이 나타나므로 가소성이 증가합니다. 마그네슘 합금에서 원자의 낮은 확산 이동도는 상 변형을 느리게 합니다. 따라서 열처리(확산 또는 재결정화 소둔, 경화, 노화)는 장시간(최대 24시간) 노출이 필요합니다.

동시에 마그네슘 합금은 비강도가 높고 진동을 잘 흡수하며 우라늄과 상호 작용하지 않는 것이 특징입니다. 그들은 절단에 의해 잘 가공되고 아르곤-아크와 접촉에 의해 만족스럽게 용접됩니다.

용접. 마그네슘 합금의 주요 합금 원소는 Mn, Al 및 Zn입니다.

망간은 마그네슘 합금의 내식성과 용접성을 증가시킵니다. 알루미늄과 아연은 마그네슘 합금의 강도와 연성에 큰 영향을 미칩니다. 6-7% 알루미늄 또는 4-6% 아연이 합금에 도입될 때 기계적 특성의 최대값이 달성됩니다. 이들 원소(Al, Zn)는 마그네슘과 함께 경화상을 형성하며, 이는 노화에 따른 담금질 후 미세하게 분산된 형태로 침전됩니다.

지르코늄, 티타늄, 알칼리토류(Ca) 및 희토류(Ce, 1a) 금속과 토륨은 입자를 분쇄하고 합금을 탈산시켜 내열성을 높입니다.

제품의 제조 기술에 따라 마그네슘 합금은 주조("ML" 표시)와 단조("MA")로 나뉩니다. 마그네슘 합금은 다양한 유형의 열처리를 받습니다.

따라서 주조 합금의 편석을 제거하기 위해(주조 중 방출된 과잉 상을 용해하고 입자 부피에 걸쳐 화학 조성을 균일화), 성형 주조 및 잉곳의 확산 어닐링(균질화)이 수행됩니다(400–490 °C, 10–24 시간). 경화는 250-350 "C에서 재결정 소둔으로 제거되며, 그 동안 소성 변형 중에 발생하는 기계적 특성의 이방성도 감소합니다.

마그네슘 합금은 조성에 따라 담금질(종종 공기 중에서 냉각)한 후 150-200°C(Tb 모드)에서 숙성하여 경화시킬 수 있습니다. 많은 합금이 주물이나 단조품을 냉각하는 과정에서 이미 경화되었으며 인공 시효(바이패스 경화)에 의해 즉시 경화될 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 380–540 °C(T4 모드)에서 균질화(퀜칭)에만 국한됩니다. 이후 노화로 인해 강도가 20–35% 증가하면 합금의 연성이 감소하기 때문입니다. 주조 합금.

주조 마그네슘 합금에서 기계적 특성의 증가는 용융물을 과열시켜 입자를 연마하거나 백악 또는 마그네사이트 첨가제로 수정함으로써 달성됩니다.

이 경우 결정화의 중심이 되는 용융물에 고체 입자가 형성됩니다. 마그네슘 합금의 점화를 방지하기 위해 마그네슘 합금은 플럭스 층 아래의 철 도가니에서 녹고 황이 금속 스트림에 도입될 때 생성되는 이산화황 증기에 부어집니다. 모래 주형에서 주조할 때 마그네슘의 산화를 줄이기 위해 특수 첨가제(불화알루미늄)가 혼합물에 도입됩니다. 주조 마그네슘 합금 중 주조성이 우수하고 기계적 성질이 우수한 합금 ML5와 ML6이 널리 사용되고 있다. 균질화 및 공기 담금질(T4) 및 추가 노화(T6)를 통해 경화될 수 있습니다.

단조 합금.

변형(압축) 마그네슘은 주조 마그네슘보다 기계적 특성이 더 높습니다.

단조 합금은 단조, 다이 블랭크, 열간 압연 스트립, 바 및 프로파일 형태로 생산됩니다. 마그네슘 합금 성형의 기술 공정 온도 범위는 300-480 °C에서 압축, 440-225 °C에서 압연 및 480-280 °C에서 스탬핑(폐쇄형 다이에서)의 한계 내에 있습니다. 우수한 내식성, 용접성 및 기술 연성은 저강도 합금 그룹에 속하는 MA1 합금으로 구별됩니다.

Alloy MA2-1은 최적의 기계적 및 기술적 특성(용접, 스탬핑)을 결합하지만 응력을 받으면 부식될 수 있습니다. 내열성(최대 250°C)은 시스템(Md-Zn-Zr) MA14의 합금입니다. 합금은 공기 중에서 압축 및 냉각 후 인공 시효(T5 모드)에 의해 경화됩니다. 기계적 특성이 증가하는 것이 특징이지만 압연 중에 뜨거운 균열이 형성되기 쉽습니다.

마그네슘 합금의 사용. 마그네슘 합금은 로켓 본체, 펌프, 기구, 연료 및 산소 탱크, 엔진 프레임, 케이싱을 만드는 데 사용됩니다. 따라서 ML5 및 ML6 합금은 브레이크 드럼, 스티어링 휠, 기어 박스, ML10 - 고강도 장치 부품 주조에 사용됩니다.

피팅, 가솔린 및 오일 시스템과 용접 부품은 MA1의 고부하 부품인 단조 합금 MA14로 만들어집니다.

47. 티타늄과 그 합금

티타늄 및 이를 기반으로 하는 합금은 내식성과 비강도가 높습니다. 티타늄의 단점: 대기 가스와의 활발한 상호 작용, 수소 취성 경향.

질소, 탄소, 산소 및 수소는 티타늄을 강화하고 연성, 내식성 및 용접성을 감소시킵니다. 티타늄은 절단에 의해 제대로 가공되지 않고 압력에 의해 만족스럽게 보호 분위기에서 용접됩니다. 소모성 전극을 사용한 진공 아크 재용해를 포함하여 진공 주조가 널리 보급되었습니다.

티타늄의 동소체 변형: 저온 및 고온.

티타늄의 다형 변태 온도(882,5 °C)에 미치는 영향에 따라 두 가지 주요 합금 원소 그룹이 있습니다: b-안정제(b-상의 존재 영역을 확장하고 변태 온도를 증가시키는 원소 - Al, Oa, C) 및 c-안정제(b-영역을 좁히고 다형 변태 온도를 감소시키는 원소 - V, Mo, Cr).

합금 원소는 두 가지 주요 그룹으로 나뉩니다. 티타늄의 용해도가 큰 원소(한계 - 무제한) 및 제한된 원소. 용해도가 제한된 원소는 티타늄과 함께 금속간 화합물, 실리사이드 및 간극상을 형성할 수 있습니다.

합금 원소는 티타늄(Fe, Al, Mn, Cr)의 작동 특성에 영향을 미치고 강도를 높이지만 탄성과 인성을 감소시킵니다. Al, Zr은 내열성을 높이고 Mo, Zr, Ta는 내식성을 높입니다.

티타늄 합금의 분류. 산업용 티타늄 합금의 구조는 티타늄의 b 및 b 변형에서 합금 원소의 고용체입니다.

티타늄 합금의 열처리 유형.

냉간 성형 합금(650-850 °C)의 재결정화(단순) 어닐링.

등온 어닐링(780-980°C로 가열한 후 용광로에서 530-680°C로 냉각, 이 온도 유지 및 공기 중에서 냉각)은 합금의 높은 연성과 열 안정성을 제공합니다.

이중 단계 어닐링 (첫 번째 단계에서 두 번째 단계로의 전이는 공기 중에서 합금을 냉각시킨 다음 두 번째 단계의 온도로 재가열함으로써 수행된다는 점에서 등온과 다릅니다), 이는 합금의 강화 및 a 경화 및 노화 과정의 부분적 발생으로 인한 가소성 감소.

가공 중 발생하는 잔류 응력을 완화하기 위해 500-680 °C에서 부분 어닐링.

경화 열처리. 대부분의 티타늄 합금은 알루미늄과 합금되어 재료의 강성, 강도, 내열성 및 내열성을 높이고 밀도를 감소시킵니다.

α-티타늄 합금은 열처리에 의해 경화되지 않습니다. 그들의 경화는 고용체 합금 및 소성 변형에 의해 달성됩니다.

(α + β) - 티타늄 합금은 혼합 구조가 특징이며 경화 및 노화로 구성된 열처리에 의해 경화됩니다.

유사-β-티타늄 합금은 높은 함량의 β-안정제와 결과적으로 마르텐사이트 변태가 없는 것이 특징입니다. 합금은 경화된 상태에서 높은 연성과 노화된 상태에서 높은 강도를 특징으로 합니다. 아르곤 아크 용접으로 만족스럽게 용접됩니다.

주조 티타늄 합금. 단조 합금에 비해 주조 합금은 강도, 연성 및 내구성이 낮지만 저렴합니다. 티타늄 합금 주조의 복잡성은 티타늄과 가스 및 성형 재료의 활발한 상호 작용 때문입니다. 주조 합금 VT5L, VT14L 및 VTZ-1L은 기본적으로 유사한 단조 합금과 구성이 일치합니다(동시에 VT14L 합금에는 철과 크롬이 추가로 포함됨).

VT5L 합금은 높은 기술적 특성을 가지고 있습니다. 연성이 있고 주조 중 균열이 발생하지 않으며 잘 용접됩니다. VT5L 합금의 성형 주물은 최대 400°C의 온도에서 작동합니다. 합금의 단점은 낮은 강도(800MPa)입니다. 14상 주조 합금 VT850L은 경화 열처리 대신 XNUMX°C에서 어닐링되어 주조물의 가소성을 대폭 감소시킵니다.

분말 티타늄 합금. 티타늄 합금 생산에 분말 야금법을 사용하면 주조 또는 변형 가능한 재료와 동일한 작동 특성으로 제품 제조 비용과 시간을 최대 50%까지 줄일 수 있습니다. 열간 등압 프레스(HIP)로 얻은 티타늄 분말 합금 VT6은 어닐링 후 단조 합금과 동일한 기계적 특성을 갖습니다. 경화 및 시효된 단조 합금 VT6에 대해 분말 합금은 강도가 떨어지지만 연성이 우수합니다.

티타늄 합금의 사용: 항공기, 선박, 잠수함의 도금; 미사일 및 엔진의 포탄; 고정식 터빈의 디스크 및 블레이드 및 항공기 엔진의 압축기; 프로펠러; 액화 가스용 실린더; 공격적인 화학 환경을 위한 용기 등

48. 복합 재료의 종류. 구조, 속성, 응용

복합 재료는 개별 특성을 유지하면서 다양한 방식으로 결합된 두 가지 구성 요소로 구성된 단일체입니다.

재료 특징:

- 구성 요소의 구성, 모양 및 분포가 미리 결정됩니다.

- 경계로 분리된 두 가지 구성 요소와 더 다른 화학적 조성으로 구성됩니다.

- 별도로 취한 구성 요소의 속성과 다른 속성이 있습니다.

- 거시적 규모에서는 동질적이며 미시적 규모에서는 이질적입니다.

- 자연에서 발생하지 않으며 인공적으로 생성됩니다.

재료의 구성 요소는 기하학적으로 다릅니다. 매트릭스는 볼륨 전체에 걸쳐 연속성을 갖는 구성 요소입니다. 필러는 불연속적인 보강 구성 요소입니다.

복합 재료에서는 금속 및 그 합금, 유기 및 무기 폴리머, 세라믹 재료가 매트릭스로 사용됩니다. 속성은 구성 요소의 물리화학적 속성과 구성 요소 간의 결합 강도에 따라 달라집니다. 복합 재료의 구성 요소는 서로 다른 속성으로 선택됩니다. 이러한 재료는 비강성과 비강도가 높습니다.

XNUMX차원 필러가 있는 일반적인 복합 재료는 금속 또는 합금으로 만들어진 금속 매트릭스입니다. 경화제 입자가 균일하게 분포된 복합 재료는 등방성 특성으로 구별됩니다. 분산된 입자로 강화된 조성물은 분말 야금법에 의해 얻어진다.

알루미늄을 기반으로 한 알루미늄 매트릭스가 있는 복합 재료는 알루미늄 분말을 후속 소결(SAP)로 압축하여 얻은 A1203 입자에 의해 강화됩니다.

SAP 합금은 뜨거운 상태에서 만족스럽게 변형되며 SAP-1 합금은 차가운 상태에서도 변형됩니다. SAP는 절단에 의해 쉽게 처리되고 아르곤 아크 및 저항 용접에 의해 만족스럽게 용접됩니다. 반제품은 SAP에서 시트, 프로파일, 파이프, 호일 형태로 생산됩니다.

니켈 매트릭스가 있는 복합 재료.

경화 성분은 이산화토륨(TIO02) 또는 이산화 하프늄(HfO02)의 독성 입자입니다. 이러한 재료는 각각 VDU-1 및 VDU-2로 지정됩니다. 복합 재료 VDU-1 및 VDU-2는 플라스틱이며 다양한 방법(단조, 스탬핑, 업세팅, 딥 드로잉)에 의해 넓은 온도 범위에서 변형됩니다. VDU 유형의 합금으로 만들어진 부품을 접합하기 위해 고온 납땜 또는 확산 용접을 사용하여 용융을 방지합니다. VDU-2 합금은 항공기 엔진 제작에 사용됩니다.

XNUMX차원 필러가 있는 복합 재료는 휘스커, 섬유(와이어) 형태의 XNUMX차원 요소를 통해 강화됩니다.

섬유는 매트릭스에 의해 단일 모노리스로 함께 유지됩니다. 매트릭스는 강화 섬유가 손상되지 않도록 보호하는 역할을 하며, 섬유에 하중을 전달하고 개별 섬유가 파열될 경우 응력을 재분배하는 매개체입니다.

니켈 매트릭스의 복합 재료

내열 니켈 합금은 작동 시간과 작동 온도를 최대 1100-1200 °C까지 높이기 위해 강화됩니다. 니켈 합금을 강화하기 위해 위스커, 내화 금속 및 합금 와이어, 탄소 섬유 및 탄화규소와 같은 경화제가 사용됩니다.

공융 복합 재료 - 공융 조성의 합금. 그들에서 강화상은 방향성 결정화 중에 형성되는 방향성 결정입니다.

직접 결정화 방법은 Al, Md, Cu, Co, Tc를 기반으로 하는 복합 재료를 생산합니다.

알루미늄 기반의 공융 복합 재료

방향성 결정화 방법에 의해 Al-A^M 및 Al-CuAl1 조성이 얻어진다. 이 조성물은 용융 온도까지 높은 구조적 안정성을 특징으로 합니다.

니켈 기반 공정 복합 재료는 로켓 및 우주 기술에 사용되는 내열성 재료입니다. 33-35% 이상의 경화 단계의 부피 분율을 포함하는 라멜라 조성물은 부서지기 쉽습니다. 플라스틱 조성물에는 탄탈륨, 니오븀 및 하프늄 탄화물의 섬유 부피 분율이 3-15%인 니켈 기반 조성물이 포함됩니다.

비금속 기반의 복합 재료.

경화된 에폭시, 폴리에스터, 페놀 수지가 매트릭스로 사용됩니다.

같은 종류의 섬유로 강화된 복합재료를 강화섬유라고 합니다. 배향된 개별 가닥으로 배열된 긴 유리 섬유 형태의 충전제를 포함하는 조성물을 배향된 유리 섬유라고 합니다.

무방향성 유리 섬유의 필러는 단섬유입니다. 보강재가 유리 섬유인 경우 그 재질을 유리 섬유라고 합니다. 탄소 섬유를 포함하는 복합 재료를 탄소 섬유, 붕소 섬유를 붕소 섬유, 유기 섬유를 유기 섬유라고 합니다. 폴리머 매트릭스가 있는 복합 재료의 장점: 높은 비강도 및 탄성 특성; 공격적인 환경에 대한 저항성; 높은 열 차폐 및 충격 흡수 특성과 함께 우수한 마찰 방지 및 마찰 특성.

49. 화학 성분, 분말을 얻는 방법, 특성 및 제어 방법

분말 재료 - 금속 분말을 필요한 모양과 크기의 제품으로 압축한 후 진공 또는 보호 분위기에서 성형 제품을 소결하여 얻은 재료.

마찰 방지 분말 합금은 마찰 계수가 낮고 기계 가공이 쉽고 내마모성이 우수합니다.

비철 재료를 기반으로 한 합금은 기기 제작 및 전자 공학에 사용됩니다. 분말 재료는 단순한 대칭 모양, 작은 질량 및 크기를 갖는 부품 제조에 사용됩니다.

분말 야금은 금속 분말 및 그 부품의 생산을 다루는 기술의 한 분야입니다. 빌릿은 열처리 - 소결을 거친 금속 분말로 압착됩니다. 금속 분말은 철, 구리, 니켈, 크롬, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄입니다. 분말을 얻는 방법에는 기계적 및 물리 화학적 두 가지가 있습니다.

가장 일반적인 방법은 공급원료(칩, 스크랩)의 기계적 연삭 방법입니다. 연삭에는 기계식 밀이 사용됩니다. 기계적 연삭에는 단점이 있습니다. 여기에는 원래의 주조 금속 및 합금을 제조하는 비용을 포함하는 높은 분말 비용과 공정의 상대적으로 낮은 생산성이 포함됩니다.

분말을 얻기 위한 물리 화학적 방법: 산화물의 환원, 염 수용액에서 금속 분말의 침전. 분말 생산은 원료의 화학적 조성 변화와 관련이 있습니다. 분말을 얻기 위한 물리화학적 방법은 기계적 방법보다 더 다양합니다. 저렴한 원료를 사용하기 때문에 물리화학적 방법이 경제적입니다.

분말의 화학적 조성은 모재 또는 성분 및 불순물의 함량에 따라 결정됩니다. 분말의 물리적 특성은 입자의 크기와 모양, 미세경도, 밀도 및 결정 격자 생성에 의해 결정됩니다. 기술적 특성은 유동성, 압축성 및 분말의 고결이 특징입니다.

유동성 - 주형을 채우는 분말의 능력. 유동성은 프레스 성능이 금형 충전 속도에 영향을 받는 자동 프레스에서 매우 중요합니다. 낮은 유동성은 공작물의 밀도의 불균일성에 영향을 미칩니다.

압축성은 외부 하중의 작용으로 분말이 압축되는 능력과 압축 결과 입자의 접착 강도를 나타냅니다. 분말의 압축성은 입자 재료의 가소성, 크기 및 모양의 영향을 받습니다. 그것은 분말의 조성에 계면 활성제를 도입함에 따라 증가합니다.

블랭크 및 완성 부품 제조에 사용되는 구조 재료는 분말 야금법을 사용하여 얻습니다. 특수한 물리적, 기계적 및 성능 특성을 가진 복합 재료는 산업계에서 널리 사용됩니다.

마찰 방지 소결 재료는 플레인 베어링 제조에 사용됩니다. 마찰 방지 재료에서 고체 구성 요소는 금속 기반이고 부드러운 구성 요소는 오일 또는 플라스틱으로 채워진 구멍입니다.

마찰 복합 재료는 구리 또는 철을 기반으로 하는 복합 구성입니다. 흑연 또는 납은 구성의 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다. 마찰 재료는 베이스(디스크)와 함께 압력 하에서 소결되는 마찰 층으로 구성된 바이메탈 요소로 사용됩니다.

고 다공성 재료는 필터를 만드는 데 사용됩니다. 필터는 내식성 강철, 알루미늄, 티타늄 분말로 만들 수 있습니다.

고다공성 금속 재료는 사전 압축 없이 분말 소결하여 생산됩니다. 소결 과정에서 가스를 방출하기 위해 특수 물질이 분말에 첨가됩니다.

금속-세라믹 경질 합금은 높은 경도, 내열성 및 내마모성을 가지고 있습니다. 그들은 절단 및 드릴링 도구의 제조에 사용되며 마모 부품의 표면에도 적용됩니다.

분말 야금은 다이아몬드 금속 재료를 생산합니다. 금속 분말(구리, 니켈)이 바인더로 사용됩니다.

섬유질 재료는 복합 재료의 현대 기술에 널리 사용됩니다. 이를 얻기 위해 생성되는 재료의 필수 특성에 따라 텅스텐, 몰리브덴, 붕소, 흑연으로 만든 와이어가 사용됩니다. 섬유 야금은 섬유 재료의 연구 및 생성 문제를 전문적으로 해결하는 분말 야금의 한 분야입니다.

혼합물 준비 공정은 예비 소둔, 입자 크기별 분말 분류(체로 분류) 및 혼합을 포함합니다.

50. 분말의 성형 및 소결, 적용 분야

Caking은 압축된 블랭크의 열처리 결과로 인한 입자의 접착력입니다.

준비된 분말은 볼 및 드럼 밀에서 혼합됩니다. 금속 분말의 블랭크는 압축(냉간, 고온, 정수압) 및 압연으로 형성됩니다. 프레스 블랭크의 크기와 복잡성에 따라 단면 및 양면 프레스가 사용됩니다. 단면은 단순한 모양의 블랭크와 부싱과 같은 블랭크를 받습니다. 양면 프레스로 복잡한 형상의 공작물을 성형합니다.

열간 프레스 동안 공작물의 성형 및 소결 공정이 기술적으로 결합됩니다. 열간 프레스의 결과, 고강도, 밀도 및 구조의 균일성을 특징으로 하는 재료가 얻어진다. 흑연은 금형 제작에 가장 적합한 재료입니다.

정수압 프레싱은 서멧 블랭크를 얻는 데 사용됩니다. 작동 유체로는 오일, 물, 글리세린이 사용됩니다.

압출은 다양한 섹션의 바, 파이프 및 프로파일을 생산합니다. 제조된 부품의 프로파일은 보정된 금형 구멍의 모양에 따라 다릅니다. 기계 및 유압 프레스가 장비로 사용됩니다.

압연은 분말 재료 가공에 사용되는 가장 생산적이고 유망한 방법 중 하나입니다. 어떤 경우에는 압연 공정이 소결 및 최종 가공물의 최종 처리와 결합됩니다.

소결은 프레스 또는 압연에 의해 이전에 얻은 공작물의 강도를 증가시키기 위해 수행됩니다. 프레스 가공물에서 개별 입자의 접촉 비율은 작기 때문에 소결은 개별 분말 입자 간의 접촉 증가를 동반합니다. 소결 시간 및 온도에 따라 접촉면 형성이 활성화되어 강도 및 밀도 증가가 발생합니다. 기술 매개 변수를 초과하면 결정화 입자의 성장으로 인해 강도가 감소할 수 있습니다.

소결 분위기에 대한 요구 사항이 부과됩니다 - 빌릿 가열을 위한 비산화 조건.

소결 공정 후 블랭크는 물리적 및 기계적 특성을 개선하고 최종 치수 및 모양을 얻고 장식 코팅을 적용하고 부품 표면을 부식으로부터 보호하기 위해 추가 처리를 받습니다.

소결 블랭크의 물리적 및 기계적 특성을 개선하기 위해 반복적인 압축 및 소결, 윤활제 함침, 열처리 또는 화학 열처리가 사용됩니다.

반복적인 압축과 소결은 더 높은 밀도의 부품을 만듭니다. 소결된 재료는 높은 온도에서 위조, 압연, 스탬핑될 수 있습니다. 압력 처리는 재료의 다공성을 감소시키고 가소성을 증가시킵니다.

분말 금속 재료는 분말 배치, 성형 및 소결 방법을 사용하여 만든 소결 재료입니다. 이러한 재료에는 경질 합금, 분산 강화 복합 재료, 마찰 방지 및 마찰 재료, 분말 강, 소결 비철 금속, 다공성 금속 재료가 포함됩니다.

분말 강에서 소결 부품을 얻기 위해 철과 합금 분말의 혼합물과 탄소 및 합금강 분말이 사용됩니다. 분말강을 얻는 방법: 냉간 압착 및 소결; 이중 압착 및 소결; 열간 압착; 핫 스탬핑. 분말강의 열처리는 특수 보호 환경에서 수행됩니다. 산화 과정을 방지하기 위해 오일이나 물을 사용하여 강철을 냉각시킵니다. 분말강에는 하나의 특징적인 구조 요소인 기공이 있습니다. 재료의 다공성이 클수록 강철의 밀도, 강도 및 인성이 낮아집니다. 그러나 재료의 많은 특성은 다공성에 단조롭게 의존하지 않습니다. 따라서 철분의 내균열성 및 충격강도는 공극률에 따라 비단조적으로 변화한다.

구리 및 강철 다이를 사용하여 제조된 분말 소결 감마재는 현대 기계 공학에서 널리 사용됩니다. 보다 내구성 있고 고품질의 재료를 준비하기 위해 불화 칼슘, 흑연, 터보 층 질화 붕소와 같은 특수 첨가제가 사용됩니다. 그 결과, 소결 공정 후에 다공성 구조가 형성된다. 이 구조의 기공 채널은 오일 입자 및 기타 액체 윤활제를 보유할 수 있습니다. 다공성 구조의 재료는 사용 비용이 상당히 비싼 청동 및 바빗 금속 마찰 방지 합금을 대체하는 데 가장 적합합니다.

분말 야금에서는 철, 코발트 및 기타 내화 금속을 사용하여 얻은 광물 세라믹이 생산됩니다. 베릴륨 제품은 분말 야금으로도 제조됩니다. 제조 공정: 성형 및 소결, 고온 소성 변형.

51. 무기 유리. 테크니컬 세라믹스

무기 유리 - 취성 고체의 특성을 갖는 화학적으로 복잡한 비정질 등방성 재료.

안경은 다음과 같습니다.

1. 유리 성형기 - 기초:

가) SiO₂ - 규산염 유리, SiO02 > 99%이면 석영 유리입니다.

나) AI₂O₃ + 시오₂ - 알루미노실리케이트 유리;

다) 나₂0₃ + 시오₂ - 붕규산 유리;

d) AI₂0₃ + B₂0₃ + 시오₂ - 알루미노붕규산 유리;

2. 수정자는 유리에 특정 속성을 부여하기 위해 도입됩니다. 알칼리 토금속 산화물(I, II 그룹: Na, K)을 도입하면 연화점이 감소합니다. 크롬, 철, 바나듐의 산화물은 유리에 특정 색상을 부여합니다. 납 산화물은 굴절률을 증가시킵니다. 개질제의 수에 따라 유리는 다음과 같을 수 있습니다. 개질제가 최대 20-30%인 알칼리성, 무알칼리 - 최대 5% 개질제, 석영 유리 - 개질제 없음;

3. 보정기, 수식어의 부정적인 영향을 억제합니다. 자동차 유리, 유리 섬유, 광학, 낮은 열전도율, 산 및 알칼리에 불용성.

유리 속성: 유리는 높은 경도와 인장 강도를 특징으로 합니다. 이론적으로 인장 강도는 10–12 GPa에 이릅니다. 탄성 계수 E = 70GPa. 비커스 경도 HV ~ 750 kgf/mm2. 실질적으로 인장 강도는 50-100 MPa입니다. 낮은 aB는 높은 선팽창 계수라는 요인으로 설명됩니다. 유리가 냉각되면 표면에 인장 응력이 형성되어 균열이 발생합니다. 유리는 좋은 단열재이며 균열을 일으키기도 합니다. 유리는 동적 하중에 저항하지 않습니다.

유리 경화 방법:

1) 결함이 있는 표면층을 제거하기 위한 산세척. 인장 강도는 3000MPa로 증가합니다. 미래에 유리가 연마 입자 또는 고체 물질과 상호 작용하기 때문에 비효율적인 방법입니다.

2) 표면에 압축 응력 생성. 이를 위해 경화가 수행되고 특정 온도로 가열이 수행 된 다음 지정된 모드 (가열 온도, 냉각 및 유지 시간)로 냉각됩니다. 인장 강도는 1000-1500 MPa로 증가합니다.

3) 유리 표면에 고분자 재료의 적용. 폴리머 바인더는 유리 표면에 미세 균열을 붙입니다.

석영 유리는 이산화규소 외에도 알칼리 및 알칼리 토금속 산화물을 포함하는 다른 규산염 유리에 비해 가스 투과율(헬륨, 수소, 네온)이 높습니다.

이중 인산염 유리의 구조와 이중 규산염 유리의 구조를 결합하는 두 가지 매개변수가 있습니다. 기본 구조 단위는 사면체 요소-산소 그룹입니다. 변형 산화물의 추가는 비-가교 산소 원자의 수를 증가시킵니다.

유리의 경화 및 용융은 특정 온도 범위에서 점진적으로 발생합니다. 따라서 특정 응고 또는 녹는점이 없습니다. 냉각 과정에서 용융물은 액체에서 소성 상태로 이동한 다음 고체로 이동합니다(유리 전이 과정).

유기 유리는 유리 상태의 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 염화비닐과 메틸 메타크릴레이트의 공중합체와 같은 유기 중합체입니다. 폴리메틸 메타크릴레이트를 기반으로 한 안경이 가장 실용적인 응용 분야를 찾았습니다. 그들의 기술, 경화 메커니즘 및 구조에 따라 유기 유리는 무기 유리와 다릅니다.

초등 유리는 황, 셀레늄, 비소, 인, 탄소와 같은 소수의 원소를 형성할 수 있습니다.

할로겐화물 유리는 유리 형성 성분 BeF2를 기반으로 생산됩니다. 플루오로베릴레이트 유리의 다성분 조성에는 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬 및 불화바륨이 포함됩니다. 플루오로베릴레이트 유리는 X선을 포함한 강한 방사선과 불소 및 불화수소와 같은 공격적인 매질에 대한 높은 내성으로 인해 실제로 널리 사용됩니다.

진공 증발, 증기상 응축 및 플라즈마 분무에 의해 유리를 얻는 방법이 산업적으로 중요해지고 있습니다. 이러한 경우 용융 상태를 우회하여 기상에서 유리를 얻을 수 있습니다.

세라믹 - 고온 소성 과정에서 덩어리를 성형하여 얻은 무기 재료. 산화물 세라믹은 인장강도나 굴곡강도에 비해 압축강도가 높습니다. 세밀한 구조는 더 내구성이 있습니다. 온도가 증가함에 따라 세라믹의 강도가 감소합니다. 순수한 산화물 세라믹은 산화 과정을 거치지 않습니다.

무산소 세라믹. 재료는 매우 부서지기 쉽습니다. 탄화물과 붕화물의 고온에서 내산화성은 900-1000 °C이며 질화물의 경우 더 낮습니다. 실리사이드는 1300-1700 °C의 온도를 견딥니다. 이러한 온도에서는 표면에 실리카 필름이 형성됩니다.

52. 폴리머, 플라스틱

고분자는 동일한 원자 그룹을 나타내는 수많은 반복 기본 단위로 구성된 거대 분자를 가진 물질입니다. 분자의 분자량 범위는 500에서 1000000입니다.

고분자 분자에서는 많은 수의 원자로 구성된 주쇄가 구별됩니다. 사이드 체인이 더 짧습니다.

주 사슬에 동일한 원자가 포함된 폴리머를 동종 사슬이라고 하며 탄소 원자가 탄소 사슬인 경우. 주 사슬에 서로 다른 원자를 포함하는 고분자를 이종 사슬이라고 합니다.

고분자 거대분자는 모양에 따라 선형, 분지형, 편평형, 리본형, 공간형 또는 망상형으로 분류됩니다.

선형 폴리머 거대분자는 긴 지그재그와 꼬인 사슬로 본질적으로 유연하며 여러 링크로 구성된 세그먼트인 단단한 부분으로 제한됩니다. 이러한 거대 분자는 주 사슬을 따라 높은 강도를 가지며 약하게 상호 연결되어 재료의 높은 탄성을 제공합니다. 가열하면 연화되고 후속 냉각으로 인해 폴리머(폴리아미드, 폴리에틸렌)가 경화됩니다.

분지형 거대분자는 곁가지를 포함하고 있어 거대분자가 서로 접근하기 어렵고 분자간 상호작용이 감소한다. 이 모양의 폴리머는 강도 감소, 가용성 증가 및 부서지기 쉬운 특성이 있습니다. 가교된 형태의 거대분자는 용매에서 팽윤되기 쉽고 가열 시 연화되는 경향이 있는 내구성, 불용성 및 불용해성 중합체의 특징입니다.

고분자 고분자는 유연합니다.

플라스틱 (플라스틱)은 열을 가하고 압력을 가하면 연화되어 특정 안정적인 모양을 취할 수있는 고분자 기반 유기 재료입니다. 단순 플라스틱은 화학 폴리머만으로 구성됩니다. 복합 플라스틱에는 충전제, 가소제, 염료, 경화제, 촉매제와 같은 첨가제가 포함됩니다.

충전제는 플라스틱에 40-70%의 양으로 도입되어 경도, 강도, 강성을 높이고 특수한 특성을 부여합니다. 충전제는 직물 및 분말, 섬유질 물질일 수 있습니다.

가소제(스테아린, 올레산)는 탄성, 가소성을 증가시키고 플라스틱 가공을 용이하게 합니다.

경화제(아민) 및 촉매(과산화물 화합물)는 경화를 위해 플라스틱에 첨가됩니다.

염료(미네랄 안료, 유기 페인트의 알코올 용액)는 플라스틱에 특정 색상을 부여하고 비용을 줄입니다. 구성 요소의 구성, 조합 및 양적 비율을 통해 플라스틱의 특성을 광범위하게 변경할 수 있습니다. 플라스틱은 기능에 따라 분류됩니다.

필러 유형별: 고체 필러 사용; 가스 필러로.

반복 가열에 대한 바인더 폴리머의 반응에 따라. 열가소성 폴리머를 기반으로 하는 열가소성 플라스틱은 가열되면 부드러워지고 후속 냉각 시 경화됩니다(순수한 폴리머 또는 가소제, 항산화제가 포함된 폴리머 조성물).

열가소성 수지는 1-3%의 낮은 수축률을 특징으로 합니다. 그들은 낮은 취약성, 높은 탄력성 및 방향성 능력이 특징입니다.

열처리 후 열경화성 폴리머(수지)를 기반으로 하는 열경화성 플라스틱은 경화 후 열안정 상태가 되고 부서지기 쉬우며 10-15%의 큰 수축률을 가지며 구성에 필러를 포함합니다.

응용 프로그램에 따라 다음과 같은 그룹으로 나뉩니다. 구조 - 전원 부품 및 구조용, 전원이 아닌 부품용; 개스킷, 실링; 마찰 및 감마; 전기 절연, 방사선 투과성 단열; 화재, 기름, 산에 대한 내성; 직면하고 장식.

폴리에틸렌은 60-100 °C에서 장시간 사용할 수 있습니다. 서리 저항은 -70 ° C 이하에 이릅니다. 화학적으로 저항력이 있고 용제에 불용성이며 케이블, 전선, 고주파 설치 부품의 보호 피복 및 파이프, 개스킷, 호스와 같은 부식 방지 부품 제조에 사용됩니다. 필름, 시트, 파이프, 블록 형태로 생산됩니다. 폴리에틸렌은 노화되기 쉽습니다.

폴리스티렌은 선형 구조, 높은 유전 특성, 만족스러운 기계적 강도, 낮은 작동 온도(최대 100°C), 알칼리, 무기산 및 유기산, 오일에 대한 내화학성을 지닌 무정형의 고체 투명 폴리머입니다. 그것은 65% 질산, 빙초산, 휘발유 및 등유에서 팽창합니다. 200 °C 이상의 온도에서 분해되어 스티렌을 형성합니다. 폴리스티렌은 경하중 부품 및 고주파 절연체 생산에 사용됩니다. 단점 - 저온에서의 취성, 표면 균열의 점진적인 형성 경향.

플라스틱은 부품 제조를 위한 기계 공학 및 기구 제작에 널리 사용됩니다. 전기용 플라스틱은 기계 구조에서 전기 절연 재료로 사용됩니다.

저자: Buslaeva E.M.

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