Materjaliõpetus, kodutöö nr1 var 61 (1)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL

Materjalitehnika instituut

MATERJALIÕPETUS
Kodutöö nr 1
Teostas : MATB-34 ****61
Tallinn
2004
1. Faasidiagramm Fe-Fe3C
alaeutek- eutek- üleeutek- alaeutektsed eutektsed üleeutektsed
toidsed toidsed toidsed
2. Struktuurivormid:
Faasilised (tardfaasid) – ferriit (F), Austeniit (A), Tsementiit (T)
Faasilised – A+L, L+T, A+T, F+A, F+T
Mehaanilised segud :
Ledeburiit (Le): C-4,3%, t=1147...727 kraadi C, Le= A+T;
t=…727 kraadi C, Le=F+T
Perliit (P): C-0,8%, aeglasel jahtumisel, alla 727 kraadi C, jäme struktuur, A->P, P=F+T
Beiniit (B)=F+T, t= 400-500 kraadi C, peen struktuur
Martensiit (M), üleküllastunud FeC.
3.Jahtumiskõver
Kusjuures toimuvad järgmised faasimuutused:
1.A>F+L
2.F+L>F+A
3.F+A> A
4.A>F+A
5.F+A>F
6.F>F+T
4. Süsiniku %=0,2, struktuur ja selle osad.
Osutub, et tegu on alaeutektoidterasega ning selle struktuur koosneb ferriidist ja perliidist, kusjuures vastav suhe on 3:1. Enam esineb ferriiti.
Perliit tekib austeniidi aeglasel jahutamisel alla 727 kraadi C.
Eraldi ferriit tekib jahutamisel alla ~800 kraadi C F+A faasist.
5. Fe-C sulam , C%=2,5, järelikult malm .
*Valatavus on sellisel malmil nigel, sest likvidus - ja solidusjooned asuvad faasidiagrammi antud piirkonnas üksteisest kaugel.
*Survetöödeldavus on kehv . Pole kuigi plastne, on habras . Üldistatult, on kõikide malmidega sama lugu.
*Lõiketöödeldavus: nigel, kõvad faasid on sees.
Eesmärk: Tutvuda rauasüsinikusulamite (teraste ja malmide) struktuuri termotöötluse ja neist tulenevate omadustega
I osa (Terased & malmid ) küsimused

Joonistage Fe-Fe3C faasidiagramm (FD), märkige FD-i kõikides alades faasid ning tooge üksikute sulamigruppide (eutektsed, ala-ja üleeuteksed; eutektoidsed, ala-ja üleeutektoidsed) struktuuriosad toatemperatuuril.

Loetlege struktuurivormid Fe-C sulameis ja tooge nende faasiline koostis.

Joonistage Fe-C-sulami jahtumiskõver (sulami C-sisaldus võtke tabelist 1 vastavalt variandile, näidates sulami asukoha ka p.1 toodud FD-l).
Tooge faasimuutused sulami jahtumiskõvera üksikutes lõikudes.

Joonistage antud sulami struktuuriskeem ja näidake selle struktuuriosad. Mis temperatuuril ja millisest faasist tekkivad sulami struktuuri näidatud struktuuriosad?

Millised on sulami (sulami C-sisaldus võtke ülaltoodud tabelist 1 vastavalt variandile) tehnoloogilised omadused (valatavus, lõiketöödeldavus, survetöödeldavus) ning tooge põhjendused.
Malmide korral selgitage, millised on tingimused seotud C-ga (valgemalmi) või vaba grafiidiga ( hallmalmi ) tekkeks (vt. struktuuridiagramme joon. 3.72 ja 3.73. Metalliõpetus ja metallide tehnoloogia , I. Metalliõpetus ja metallurgia).
Tabel 1 variandi number tuleb vastavalt matrikli viimasele numbrile
Variandi nr.
Küsimused 3 ja 4
Küsimus 5
1
0,2
2,5
2
0,4
3,0
3
0,8
4,3
4
1,5
5,0
5
2,0
6,0
6
2,5
0,2
7
3,0
0,4
8
4,3
0,8
9
5,0
1,5
10
6,0
2,0
II osa (Terase termotöötlus) küsimused

Millise grupi terasega (terase C-sisaldus võtke tabelist 2 vastavalt variandile) on tegemist (liigitus kasutusalast ja TT lähtudes)? Milline on antud terase tüüpiline termotöötlus?
Tabel 2 variandi number tuleb vastavalt matrikli viimasele numbrile
Variant
Küsimused 6-9
1
0,2
2
0,3
3
0,4
4
0,6
5
0,7
6
0,8
7
1,0
8
1,2
9
1,4
10
1,6

Milline on antud terase optimaalne karastustemperatuur ja millised on terase struktuuriosad peale karastamist (jahtumiskiirus kogu ristlõikes >vkr)?

Milline on antud terasest detaili kasutusotstarbest tulenev optimaalne noolutustemperatuur ? Kuidas nimetatakse sellist noolutust ? Millised on noolutatud terase struktuuriosad?

Millised on antud noolutatud terase põhilised omadused (kõvadus, tugevus ja sitkus)?

Pakkuge välja detaili (tüüpdetaili ja selle omadused võtke tabelist 3) valmistamiseks
- sobiv materjaligrupp ja materjali(de) mark( margid )

• võimalik(ud) tehnoloogia(d) sobiva(te)st materjalist(dest) detaili valmistamiseks
  
• sobivast materjalist detaili termotöötlus nõutud omaduste tagamiseks
  

Tabel 3
Variant
Tüüpdetail
Nõutud omadused
Re, N/mm2
Rm, N/mm2
KU, J
HRC
1
Võll
350
40-45
2
450
700
27(+20ºC)
3
550
800
27(+20ºC)
4
700
1000
27(+20ºC)
5
700
55-60 (võllikaelad)
6
Hammasratas
700
62(pind)
7
550
800
30
50
8
900
62(pind)
9
700
1000
30
50
10
1000
62(pind)
6