Наблюдаемое кристаллическое строение металла или сплава называют структурой. Крупное строение металла, видимое невооруженным глазом или при помощи простейшего оптического прибора — лупы, называют макроструктурой. Макроанализ применяют для выявления в металле величины, формы и расположения зерен, дендритности или волокнистости строения, ликвации серы и фосфора, усадочной рыхлости, пустот и трещин.
Строение металла рассматривают по специальным образцам — микрошлифам. Вырезанный образец шлифуют на наждачной бумаге, затем протравливают в химических реактивах, действие которых основано на способности по-разному растворять структурные составляющие, а также выявлять микропоры, трещины и другие дефекты в металле.
Микроанализом исследуют структуру металла при помощи металлографического микроскопа. Впервые микроанализ для исследования структуры закаленной стали применил в 1831 г. П.П. Аносов, и сейчас этот метод оказывает большую помощь промышленности. Микроанализ позволяет не только определить структуру металла в литом отожженном состоянии и после различных видов термической и химико-термической обработки, после внешних механических воздействий (наклеп дробью, обкатка роликами и др.), но и установить качество металла — загрязненность его неметаллическими включениями (сульфидами, оксидами), величину зерен, глубину цементованного слоя и т. д.
Центральная часть слитка застывает позже остальных и в ней сосредоточивается значительное количество серы, фосфора и других примесей, ухудшающих механические свойства стали. Сердцевина слитка обладает и другим недостатком — она менее плотна, чем наружная часть.
Усадочная раковина представляет собой полость, образующуюся при затвердевании слитка в результате сокращения в объеме. Эта часть слитка, составляющая 12-20%, идет в отходы. Остальную часть металла применяют для различного вида проката — листов, штанг, труб, проволоки, тавровых профилей и т. п.
Ликвация — это неравномерное расположение химических элементов в слитке. Ликвацию в большинстве случаев устраняют длительным отжигом при высокой температуре нагрева.
Газовые пузыри представляют собой пустоты, имеющиеся в различных местах слитка. Они обычно образуются в середине слитка или под коркой.
К неметаллическим включениям относятся кристаллики окиси алюминия, силикаты (кварц, стекло), печной шлак и др. Неметаллические включения нарушают сплошность стали и часто приводят к образованию трещин, особенно в процессе термической обработки.
Флокены — это маленькие нитевидные трещины, дающие в изломе металла белые пятна. Концентрация напряжений в флокенах может привести к усталостному излому. Флокены образуются в результате растворения в стали водорода. Это серьезный вид дефекта стали и его практически невозможно исправить.
Строение и свойства стали после горячей деформации. При ковке, штамповке и прокатке стальных слитков неоднородность структуры не исчезает. На поверхности кованых и катаных заготовок металл наиболее плотен, чист и прочен, а сердцевина имеет некоторую пористость и рыхлость.
При обработке стальных слитков давлением дендриты разрушаются и вытягиваются в направлении деформации. Поэтому кованая и катаная сталь состоит из длинных волокон чистого металла (оси дендритов) и металла, загрязненного неметаллическими включениями (междуосные пространства).
В каждом прутке и листе волокна строго ориентированы в направлении проката. Металл неравнопрочен относительно направления в нем этих волокон. Эта неравнопрочность проявляется главным образом при ударных нагрузках. Например, при испытании на сопротивление удару образцы, взятые поперек оси прутка, имеют ударную вязкость значительно меньшую, чем образцы, взятые вдоль оси проката.
Волокнистое строение, полученное при обработке металла давлением, сохраняется и при последующей обработке. Искусственно создавая то или иное расположение волокон в детали, можно изменять его прочность по различным направлениям. Головка болта, полученная в горячем состоянии на высадочной машине, значительно прочнее связана с его стержнем, чем головка того же болта, полученная токарной обработкой.
Детали с повышенной прочностью изготовляют таким образом, чтобы волокна металла описывали конфигурацию детали, и она испытывала напряжение в ответственных местах не вдоль волокон, а поперек. Например, в кованых зубчатых колесах требуется радиальное расположение волокон, а в кольцах подшипников — тангенциальное.
Разница между энергией электрического поля и энергией магнитного поля примерно такая же, как между энергией,…
Когда-то легендарный пастух Магнес, нашел природный магнитный камень, притягивающий железо. В последствии этот камень назвали магнетит или магнитный…
В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно, параллельно и последовательно-параллельно (последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов). Существующие…
Обозначение конденсаторов на схемах определено ЕСКД ГОСТ 2.728-74. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. Итак,…
Узнав, что же такое конденсатор, рассмотрим, какие бывают виды конденсаторов. Итак, виды конденсаторов можно классифицировать по…
Вся энергия заряженного конденсатора сосредотачивается в электрическом поле между его пластинами. Энергию, накопленную в конденсаторе, можно определить…