Строение металла

Свойства сплавов зависят от состава входящих компонентов. Однако изделия, изготовленные из одного и того же сплава, в зависимости от условий обработки, могут обладать разными свойствами. При горячей обработке металлов давлением, наряду с изменением формы заготовки, изменяется и ее внутреннее строение. Все металлы и сплавы имеют кристаллическое строение, суть которого в том, что атомы расположены в определенном, геометрически правильном порядке.

Процесс кристаллизации жидкого металла происходит одновременно из большого числа центров, поэтому рост отдельных кристаллов при охлаждении взаимно тормозится ростом смежных. В результате этого кристаллы при затвердевании получают произвольную, не соответствующую форме свободно растущего кристалла, внешнюю форму и называются поэтому кристаллитами, или зернами. Зернистое строение металла называют его структурой.

Величина и форма зерен, в зависимости от термомеханических условий обработки давлением, могут изменяться, а вместе с изменением структуры изменяются и свойства металлов.

В литой заготовке зерна обычно крупные, в катаном и кованом металле они вытянуты и мельче. При прокатывании, ковке, штамповке и прессовании зерна металла, удлиняясь, ориентируются в направлении формоизменения по контуру поковки и создают волокна — своеобразный рисунок, так называемую макроструктуру — строение стали, видимое при небольшом увеличении или невооруженным глазом. Макроанализу подвергают изломы образцов и макрошлифы.

На макрошлифе (зачищенном разрезе) после травления поразному окрашиваются или растворяются отдельные составляющие, благодаря чему видно направление волокон, по которым легко установить, какой операцией ковки (гибкой, протяжкой или осадкой) получена рассматриваемая поковка.


«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Обезуглероживание металла

При нагреве металла под ковку, а также при термической обработке вместе с процессом окисления при высокой температуре происходит выгорание углерода (обезуглероживание) из поверхностного слоя заготовки. Сущность этого явления заключается в том, что от воздействия газов, входящих в состав окислительной печной атмосферы, под слоем окалины на поверхности металла выгорает часть углерода. Глубина обезуглероженного слоя обычно достигает…

Пережог

Продолжительное пребывание металла в печи при температурах, близких к началу плавления, приводит к оплавлению легкоплавких примесей, находящихся по границам зерен. При этом проникший в межзеренные прослойки кислород образует окисленные соединения примесей и металла, которые разобщают зерна друг от друга. Происходит так называемый пережог металла, при котором связь между отдельными зернами нарушается и появляются глубокие трещины….

Нагрев металла

Общие сведения о нагреве Для нагрева заготовок под ковку И термическую обработку поковок применяют в основном пламенные печи разных конструкций И размеров, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе. Независимо от вида, топливо состоит из горючих и негорючих элементов. Теплотворная способность топлива, обозначаемая Qpн, характеризуется тем количеством тепла, которое выделяется при сгорании единицы объема (для…

Способы безокислительного нагрева

При ковке и штамповке поковок для деталей высокой точности, на поверхности которых не допускается окалина, а также в целях экономии металла применяют различные способы безокислительного нагрева, которые осуществляются в печах открытого пламени, муфельных и электрических. В кузнечных нагревательных печах с защитным газовым слоем на поде нагрев заготовок осуществляют при омывании их газами нейтрального или восстановительного…

Общие сведения о нагреве (Горение углерода топлива)

Горение углерода топлива может быть полное и неполное. При подаче достаточного количества воздуха к очагу горения углерод топлива сгорает полностью, образуя углекислый газ по реакции: Для полного сгорания 12 кг углерода требуется 32 кг кислорода. В результате полного горения образуется 44 кг углекислого газа и при этом выделяется 97 650 ккал тепла, что можно записать…