ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 389

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Федеральное агентство по образованию

Глава 1. Металлические материалы 7

Введение

Глава 1. Металлические материалы

1.1. Основные сведения о производстве металлов и сплавов

1.2. Основные свойства металлов и сплавов

1.3. Механические свойства металлов и сплавов

Глава 2. Физические основы Спектрального анализа

2.1. Общее представление о строении вещества

2.2. Строение атома и атомные спектры

2.3. Природа и свойства света

Глава 3. Источники света

3.1. Возбуждение вещества и интенсивность спектральных линий

3.2. Газовый разряд

3.3. Схемы питания газовых разрядов

Глава 4. Оптика спектральных аппаратов

4.1. Призма

4.2. Дифракционная решетка

4.3. Оптическая схема спектрального аппарата

4.4. Основные характеристики и параметры спектральных аппаратов

1. Рабочая область спектра

2. Линейная дисперсия

3. Увеличение спектрального аппарата

4. Спектральная ширина щели

5. Разрешающая способность

4.5. Типы приборов спектрального анализа

1. Стилоскоп слп-1.

2. Стилоскоп сл-13.

3. Стилоскоп слу.

Оптическая схема стилоскопа сл-13

Оптическая схема стилоскопа слу

Влияние третьего компонента.

Задачи спектрального анализа.

Глава 6. Проведение контроля

6.1. Подготовка изделий и стандартных электродов к анализу

6.2. Методика анализа

1. Качественный и полуколичественный спектральный анализ производится в соответствии с рисунками различных областей спектра.

Группы аналитических спектральных линий с условными обозначениями

2. При проведении анализа могут быть следующие соотношения интенсивности линий определяемого элемента и линий основы:

6.3. Определение элементов

1. Определение ванадия

Линия "v4" надежно выявляется при концентрации V свыше 0,1%

2. Определение хрома

Указания по анализу хрома

3. Определение молибдена

4. Определение никеля

5. Определение титана

6. Определение вольфрама

7. Определение марганца

8. Определение ниобия

9. Определение кобальта

10. Определение кремния

Рассортировка сталей

6.3. Меры безопасности при работе со стилоскопом

6.4. Организация и оформление работ по спектральному анализу

Сварной стык; задвижка;тройник;расходомерная шайба; 65-77 - сварные стыки

Задвижка 65-66

Блеск – способность поверхности металла и сплава направленно отражать световой поток.

Плотность – масса единицы объема металла или сплава. Величину, обратную плотности, называют удельным объемом.

Температура плавления – это температура, при которой металл или сплав целиком переходит в жидкое состояние.

Теплопроводность – количество теплоты, проходящее в секунду через сечение в 1см2, когда на расстоянии в 1см изменение температуры составляет в 10С.

Теплоемкость – количество теплоты, необходимой для повышения температуры тела на 10С.

Электрическая проводимость – величина, обратная электрическому сопротивлению. Под удельным электрическим сопротивлением понимают электрическое сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения в 10-6м2 при пропускании по нему электрического тока.

К магнитным свойствам металлов и сплавов относятся: начальная магнитная проницаемость, максимальная магнитная проницаемость, коэрцитивная сила, намагниченность насыщения, индукция насыщения, остаточная магнитная индукция, точка Кюри, петля гистерезиса.

При помещении стального образца в магнитное поле возникающая в нем магнитная индукция (b) является функцией напряженности магнитного поля (Нm).

Намагниченность (М) пропорциональна напряженности магнитного поля. Эти величины связаны между собой коэффициентом , который называется магнитной восприимчивостью стали или сплава.

(1)

Между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля существует аналитическая связь

(2)

где - магнитная проницаемость вакуума.

Для ферромагнетиков (сплавов, способных намагничиваться до насыщения в малых магнитных полях) , где- коэффициент магнитной проницаемости.

При намагничивании ферромагнитных материалов (стали, полученные соединением ферромагнетиков с парамагнетиками) намагниченность сначала плавно возрастает, потом резко повышается и постепенно достигает насыщения. При уменьшении напряженности магнитного поля Нm после намагничивания и реверсирования (изменение направления поля) его кривая изменения индукции образует замкнутую петлю. Эта петля называется петлей гистерезиса.


Основными параметрами начальной кривой и петли гистерезиса являются остаточная индукция br, коэрцитивная сила Нс, напряженность насыщающего поля Нн и намагниченность насыщения Мs. По начальной кривой определяется кривая магнитной проницаемости, в которой основными точками являются начальная магнитная проницаемость и максимальная магнитная проницаемость.

Наибольшее значение индукции на петле гистерезиса называется индукцией насыщения .

Ферромагнетики при нагреве до определенной температуры переходят в парамагнитное состояние (в состояние с малой магнитной восприимчивостью). Эта температура называется точкой Кюри. Точка Кюри определяется в основном химическим составом сплава или стали и не зависит от давлений, напряжений и других факторов.

Все характеристики ферромагнитных материалов можно разделить на структурно нечувствительные и структурно чувствительные. К структурно нечувствительным характеристикам относятся точка Кюри, намагниченность насыщения, зависящие от произвольной намагниченности, к структурно чувствительным – магнитная проницаемость, остаточная индукция и коэрцитивная сила.

Структурно нечувствительные характеристики ферромагнитных материалов зависят в основном от химического состава и числа фаз и практически не зависят от кристаллической структуры, размера частиц зерна металла. Следовательно, измерение точки Кюри, намагниченности насыщения и т.д. необходимо для качественного фазового анализа стали и сплава.

Измерение структурно чувствительных характеристик необходимо при изучении структурных изменений в сплавах и сталях при термической или механической обработке.

Магнитная проницаемость, коэрцитивная сила и остаточная индукция изменяются при обработке сплавов и сталей. Расширение при нагревании изделий из сталей и сплавов – изменение размеров и формы зерен, характеризуется температурными коэффициентами объемного расширения и линейного расширения. Расширение при нагревании в интервале температур фазовых превращений сталей и сплавов характеризуется коэффициентом линейного расширения отдельных фаз. Внутренние (фазовые и структурные) превращения в металлах и сплавах характеризуются изменением объема, линейных размеров и коэффициента расширения. При фазовых превращениях в металлах и сплавах происходит выделение или поглощение скрытой теплоты превращения, изменяется теплоемкость изделия. Поэтому при изменении структуры металла или сплава, нагреваемого или охлаждаемого с постоянной скоростью, могут появиться отклонения от нормальной кривизны на кривых изменения температуры по времени. По этим кривым, называемым термическими кривыми, определяют температуру (температурный интервал) превращения.



1.3. Механические свойства металлов и сплавов

Твердость – это свойство металлов и сплавов оказывать сопротивление местной пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое в определенных условиях испытания.

Упругость – свойство металлов и сплавов восстанавливать первоначальные размеры и объем после снятия нагрузки.

Прочность – свойство металлов или сплавов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия (нагрузки, неравномерные температурные, магнитные, электрические и другие поля). Прочность характеризуется пределом текучести и временным сопротивлением. Существуют два вида предела текучести: физический и условный.

Временное сопротивление - напряжение, которое соответствует максимальной нагрузке, выдерживаемой образцом до разрушения.

Пластичность – свойство металла или сплава под действием внешних нагрузок изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после снятия этих нагрузок. Пластичность характеризуется относительным удлинением и сужением образца при механических испытаниях.

Вязкость – свойство металла или сплава необратимо поглощать энергию при их пластическом деформировании. Вязкость непосредственно не измеряется, но косвенным показателем ее является ударная вязкость.

Ударная вязкость – механическая характеристика, оценивающая работу разрушения надрезанного образца при ударном изгибе на маятниковом копре.

Хрупкость – способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластической деформации.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в условиях трения.

Сопротивление усталости – свойство материала противостоять усталости (усталость – процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин и разрушению).

Ползучесть – свойство металлов и сплавов медленно пластически деформироваться под действием нагрузки. Ползучесть определяется пределом ползучести – напряжением, которое за определенное время при данной температуре вызывает заданное суммарное удлинение или заданную скорость деформации.


Глава 2. Физические основы Спектрального анализа

В основе спектрального анализа лежит изучение света, который излучается или поглощается анализируемым веществом. Выделяют 2 основных метода анализа:

Эмиссионные методы – изучение спектра света, испускаемого веществом.

Абсорбционные методы – изучение спектра света, прошедшего через анализируемое вещество.

Для того чтобы вещество излучало свет, его надо перевести в возбужденное состояние, т.е. надо сообщить ему дополнительную энергию.

Свет, излучаемый твердыми телами или жидкостями, очень мало зависит от химического состава, поэтому не может быть использован для анализа. Свет, излучаемый веществом в газообразном состоянии, определяется химическим составом этого вещества. Поэтому для проведения анализа вещество необходимо испарить. Для испарения и возбуждения вещества используют высокотемпературное пламя, различного типа электрические разряды в газах: дуга, искра и т.д. Высокая температура в разрядах (тысячи и десятки тысяч градусов) приводит к распаду молекул большинства веществ на атомы. Поэтому эмиссионные методы служат, как правило, для атомного анализа и очень редко – молекулярного. Излучение паров вещества складывается из излучения атомов всех элементов. Для анализа необходимо выделить излучение каждого элемента. Это осуществляется с помощью оптических приборов – спектральных аппаратов. В этих приборах световые лучи с разными длинами волн отделяются пространственно друг от друга.

Спектр – излучение источника света, разложенное по длинам волн.

В 1860г. физик Кирхгоф и химик Бунзен установили, что введение любой соли одного и того же металла в пламя горелки всегда приводит к появлению одинакового спектра. При внесении в пламя солей нескольких металлов в спектре одновременно появляются все их линии. Так был открыт спектральный анализ и установлено, что все элементы в определенных условиях излучают свои спектры. Кирхгоф и Бунзен установили, что спектр каждого металла строго постоянен. В настоящее время установлено, что не только металлы, но каждый элемент в определенных условиях излучает свет с постоянным спектром. Источником излучения являются нейтральные или ионизированные атомы, так как различные соединения одного и того же элемента дают одинаковый спектр. Отдельные линии в спектре различных элементов могут случайно совпадать, но в целом, спектр каждого элемента является его постоянной и строго индивидуальной характеристикой, что позволяет использовать спектры для анализа веществ.