Вариант 15. Курсовая работа по дисциплине Материаловедение. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии

Название	Курсовая работа по дисциплине Материаловедение. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии
Дата	26.05.2022
Размер	214.75 Kb.
Формат файла
Имя файла	Вариант 15.docx
Тип	Курсовая #550611
страница	2 из 2

1 2

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задача 18

Выбрать материал для изготовления центробежных насосов, перекачи- вающих разбавленные растворы соляной кислоты (5-10 % НCl). Привести химический состав, термическую обработку, механические свойства материала. Привести для сравнения кислотостойкую нержавеющую сталь, работающую ограниченно в 5 % НС1. Указать ее химический состав, термическую обработку, микроструктуру и механические свойства.

углеродистая сталь;
Химический состав сталей: Углеродистая (нелегированная) Легированная Углеродистая сталь. Углеродистая сталь - сплав железа с углеродом. Содержание углерода варьируется от 0,02 до 2,14%, дополнительные примеси: марганец Mn до 0,9%, кремний Si до 0,5%, сера S до 0,06%, фосфора P до 0,07%. Главной составляющей, определяющей свойства стали, является углерод.
Наиболее распространенным видом термической обработки углеродистых сталей является закалка с последующим отпуском. Закалка - термическая обработка, заключающаяся в нагреве стали выше температур фазовых превращений, выдержке при этой температуре и охлаждении со скоростью выше критической. При эвтектоидном превращении образуются фазы, резко отличающиеся по составу от аустенита - феррит и цементит.
Механические свойства углеродистой стали зависят главным образом от содержания углерода. С ростом содержания углерода в стали увеличивается количество цементита и соответственно уменьшается количество феррита, т.е. повышаются прочность и твердость и уменьшается пластичность.
Кислотостойкая нержавейка марка AISI 316, легированная никелем с добавкой молибдена,

Химический состав AISI 316 выглядит следующим образом: Железо – около 64%. Хром – 15-17%. Никель – 14-16%. Молибден – 2.5-3%. Углерод – до 0.03%. Остальные химические элементы присутствуют в минимальной концентрации, поэтому они никак не влияют на свойства металла и его основные характеристики. Важную роль в составе сплава играет высокое содержание хрома и никеля.

Температура, °C	Предел прочности (при растяжении), N/mm2	Rp m
600	460
700	320
800	190
900	120
1000	70
Температура, °C	1.0% пластичная деформация (текучесть) N/mm2	Rp1,0
550	160
600	120
650	90
700	60
800	20

Обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем304 AISI. 316 AISI также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в под-нулевых температурах.

Задача 39

Выбрать материал для аппаратов производства концентрированной со- ляной кислоты. Указать химический состав, термическую обработку, микроструктуру и механические характеристики сплава. Сравнить выбранный сплав со специальным коррозионностойким чугуном "антихлор".

Хлор
Хлор, химический элемент VII группы периодической системы, относится к галогенам. Атомный номер 17, относительная атомная масса 35,453. Природный хлор состоит из смеси двух изотопов – хлора-35 (75,77%) и хлора-37 (24,23%). История получения. Периодическая система элементов. Хлор, вероятно, получали еще алхимики, но его открытие и первое исследование неразрывно связано с именем знаменитого шведского химика Карла Вильгельма Шееле.
Термическое хлорирование находит очень большое применение для получения хлористого амила из технического пентана. Хлористый амил омыляют в амиловый спирт (пентазол), который сам по себе или в виде ацетата является важнейшим растворителем для лаковой промышленности. ... Атом хлора, освобождающийся при фотохимическом хлорировании за счет световой энергии, здесь образуется в результате термической диссоциации
При нормальных условиях динамическая вязкость хлора равна 0,0123·10 -3 Па·с. При нагревании такое физическое свойство хлора, как вязкость, принимает более высокие значения. Динамическая вязкость газообразного хлора t, °С η, 10 -3 Па·с t, °С η, 10 -3 Па·с 0 0,0123 200 0,0209 20 0,0133 250 0,0229 25 0,0136 300 0,0249 50 0,0147 400 0,0287 100 0,0168 500 0,0333 150 0,0189 600 0,0373. Жидкий хлор имеет вязкость на порядок выше, чем газообразный.

Задача 47

Выбрать сплав для лопаток сверхмощных реактивных турбин с рабочей температурой 1000... 1500 °С, хорошо поддающийся пластической деформации, с ограниченным сроком работы (100 час.). Выбранный сплав должен обладать высокими характеристиками кратковременной прочности при указанных температурах. Указать состав сплава, механические свойства, а также привести метод защиты указанного сплава от окисления.

По данным характеристикам выбираем сплав жаропрочный ХН62МВКЮ.

Таблица 8 -Химический состав стали, %

Марка стали

Мn

Сr

ХН62МВКЮ

<0,1

<0,3

<0,6

8,5-10,5

56,03-70

<0,011

<0,015

9-11,5

4,2-4,9

4,3-6

4-6

Термическая обработка сплавов состоит из закалки и старения. Закалка производится при температурах 1220-1280°С в течение 3-5 ч. Отливки деталей получают методом точного литья по выплавляемым моделям и закаливают в вакууме. Упрочняющая g¢-фаза выделяется в основном в процессе охлаждения. В процессе старения при температуре 950°С в течение 2 ч происходит дополнительное незначительное выделение частиц g¢-фазы и упрочнение сплавов.

Окончательная структура сплавов состоит из легированного твёрдого раствора на никелевой основе, g¢-фазы и карбидов. Макроструктура сплава содержит поперечных границ зёрен, а сами зёрна обычно ориентированы по длине лопатки в направлении ребра гранецентрированной решётки.

Сплавы обладают высокими механическими свойствами.

Предел кратковременной прочности sВ = 980-1220 МПа, предел текучести sт=760-860 МПа.

Для защиты металла от коррозии применяют различные способы. В нашем случае используется легирование.

Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные стали, содержащие в большом количестве хром, который, образуя на поверхности оксидные пленки, приводит сталь в пассивное состояние. Существенно повышается (в 1,5...3 раза) коррозионная стойкость строительных сталей при введении в их состав меди (0,2...0,5 %). Повышенной стойкости нержавеющих сталей против коррозии способствуют также их однородность и небольшое содержание вредных примесей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнение работы были рассмотрены такие пункты как:

Описание строение и основные характеристики кристаллической решетки молибдена (параметры, координационное число, плотность упаковки).
Диаграмму состояния железо - карбид железа, структурные составляющие во всех областях диаграммы, описания превращения и построение кривой охлаждения в интервале температур от 0 до 1600 °С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,6 % С.
Углеродистые стали 35 и У8 после закалки и отпуска имеют структуру мартенсит отпуска т твёрдость: первая – НRC50, вторая - HRC60. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и учитывая превращения, происходящие в этих сталях при отпуске, укажите температуру закалки и температуру отпуска для каждой стали. Опишите превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки и отпуска, и объясните, почему сталь марки У8 имеет большую твердость, чем сталь 35.
Пружины из стали 75 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость значительно выше, чем это предусматривается техническими условиями. Указания структуры и твердость, которые обеспечивают высокие упругие свойства пружин.

А также были получены теоретические знание повыше перечисленным пунктам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Описание строение и основные характеристики кристаллической решетки молибдена URL: https://chemicalstudy.ru/molibden-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/ ( Дата обращения 3.02.2022)
Диаграммf состояния железо - карбид железа, структурные составляющие во всех областях диаграммы, описания превращения и построение кривой охлаждения в интервале температур от 0 до 1600 °С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,6 % С. URL: https://studbooks.net/1711463/tovarovedenie/vychertite_diagrammu_sostoyaniya_zhelezo_karbid_zheleza_ukazhite_strukturnye_sostavlyayuschie_oblastyah_diagrammy ( Дата обращения 3.02.2022)
Углеродистые стали 35 и У8 после закалки и отпуска имеют структуру мартенсит отпуска т твёрдость: первая – НRC50, вторая - HRC60. Используя диаграмму состояния железо - карбид железа и учитывая превращения, происходящие в этих сталях при отпуске, укажите температуру закалки и температуру отпуска для каждой стали. URL: http://www.materialscience.ru/subjects/materialovedenie/kontrolnie/kontrolnaya_rabota_1_variant_8_vopros_4_25_02_2010/ ( Дата обращения 3.02.2022)
Пружины из стали 75 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеют твердость значительно выше, чем это предусматривается техническими условиями. Указания структуры и твердость, которые обеспечивают высокие упругие свойства пружин. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пружинная_сталь ( Дата обращения 3.02.2022)

1 2