Строение и свойства металлов. Физические основы пластической деформации

УДК 669.017.16 
С86 

Р е ц е н з е н т 
Д.Б. Ефремов 

Капуткина Л.М., Прокошкин С.Д., Добаткин СВ., 
Прокошкина В.Г., Трусов В.А. 

С86 
Строение и свойства металлов. Физические основы пластиче
ской деформации: Практикум/Л.М. Капуткина, С.Д. Прокошкин, 
СВ. Добаткин и др. - М.: МИСиС, 2003. - 37 с. 

Приведены задачи но формированию структуры и свойств сталей и 
сплавов в условиях термической обработки, пластической деформации и 
термомеханической обработки, выбору сталей и сплавов с заданными свойствами, назначению режимов их термической и термомеханической обработки, анализу диаграмм деформации, механизмов деформационного упрочнения и разупрочнения. 

Практикум предназначен для студентов специальности 110600. 

© Московский государственный 
институт стали и сплавов 
(Технологический университет) 
(МИСиС) 2002 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение 
4 

Строение и свойства металлов 
5 

Практическое занятие 1. Полиморфные превращения. 
Превращения при нагреве стали 
5 

Практическое занятие 2. Превращения при охлаждении 
(перлитное, бейнитное, мартенситное) 
6 

Практическое занятие 3. Превращения при отпуске закаленной 
стали 
9 

Практическое занятие 4. Виды термической обработки. 
Получаемые структура, свойства 
10 

Практическое занятие 5. Конструкционные стали 
12 

Практическое занятие 6. Инструментальные стали и стали с 
особыми физическими и химическими свойствами 
15 

Физические основы пластической деформации 
17 

Практические занятия 1, 2, 3. Индицирование плоскостей 
и направлений. Параметры кристаллической решетки. 
Вектор Бюргерса. Дислокационные реакции. Критерий Франка.. 17 
Практические занятия 4, 5. Системы скольжения. 
Фактор Шмида. Деформационное упрочнение ГЦК-, ОЦКи ГПУ- монокристаллов при холодной деформации. Влияние 
различных факторов на диаграммы деформации 
монокристаллов 
18 

Практическое занятие № 6. Деформация поликристаллических 
сплавов. Диаграммы деформации. Уравнение Холла – Петча 
19 

Практическое занятие 7. Диаграммы горячей деформации. 
Влияние различных факторов на структурообразование и 
параметры горячей деформации. Карты структурных 
состояний 
20 

Практическое занятие 8. Разупрочнение при нагреве 
холоднодеформированного металла и металла после горячей 
деформации 
29 

Библиографический список 
35 

3 

ВВЕДЕНИЕ 

Практикум предназначен для занятий студентов специальности 
110600 «Обработка металлов давлением», изучающих курсы «Строение и свойства металлов. Части I и II» (7-й и 8-й семестры) и «Физические основы пластической деформации» (6-й семестр). 

Цель практических занятий - закрепить соответствующий лекционный материал, привить необходимые инженеру-обработчику металлов давлением навыки по оценке фазового состава, морфологии и 
количественного соотношения структурных составляющих сталей и 
сплавов, выбору сталей и сплавов с заданными свойствами для конкретного применения, назначению режимов их термической и термомеханической обработок; научить анализу диаграмм деформации 
для выбора условий пластической деформации сталей и сплавов, ознакомить с механизмами пластического течения металлов в разных 
условиях деформации. 

Каждое практическое занятие, как правило, рассчитано на два часа. В практикуме приведены типовые задачи, однако преподаватель 
может предлагать для решения и другие аналогичные задачи. Основная часть занятия - индивидуальное или коллективное решение задач 
и обсуждение хода и правильности их решения. 

4 

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ 

Практическое занятие 1. 

Полиморфные превращения. 

Превращения при нагреве стали 

Цель занятия - научиться анализировать условия и определять 
возможности протекания полиморфных превращений в сплавах по 
данным об их термодинамических характеристиках и особенностям 
структуры; анализировать кинетические и структурные процессы 
при образовании аустенита в сталях. 

Теоретический материал, необходимый для подготовки к практическому занятию, изложен в [1, с.7- 22, 83 –109; 2, с. 100- 108, 
120 - 136]. 

Задачи 

1. Две модификации сплава (а и Р) имеют при Г= О К свободные 
энергии F o„ > Fop и удельные теплоемкости с„ > ср. Пойдет ли в этом 
сплаве полиморфное превращение? 

2. Две модификации сплава (а и Р) имеют при Г= О К свободные 
энергии F o„ < Fop и удельные теплоемкости с„ > ср. Пойдет ли в этом 
сплаве полиморфное превращение? 

3. Две модификации сплава (а и Р) имеют при Г= О К свободные 
энергии Foa < F oр и удельные теплоемкости Са < ср. Пойдет ли в этом 
сплаве полиморфное превращение? 

В сплаве возможны два механизма полиморфного превращения: 
диффузионный и сдвиговой. Какое превращение при охлаждении 
начнется при более низкой температуре, если размер зерен новой фазы в обоих случаях одинаков? 

у-фазы (Y1 И у2) в сторону зерна y1 Кристалл a1 имеет определенное 

механизмы роста обоих кристаллов а-фазы. 

5. Доэвтектоидную сталь нагревали в аустенитной области со 
скоростями v 1 и v2, причем v 1 > v2. Температуры и время окончания 

5