Лекція №2. Діаграми стабільної та метастабільної рівноваги.

Основні питання:

• Евтектичні та евтектоідні сумішки – ледебурит, перліт.
• Карбідизація.
• Метастабільний стан вуглецю.
• Алманізація.
• Діаграми фазової рівноваги.

Лекція №3. Формування структури чавуну.

Основні питання:

• Компоненти системи залізо-вуглець.
• Тверди розчини – аустеніт, ферит.
• Карбид заліза.
• Графіт. Будова графіту.
• Кристалізація заевтектичного, евтектичного та доевтетичного чавуну.
• Евтектоідне перетворення.

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Діаграму стану Fe-C сплавів;
• Компоненти Fe-C сплавів;
• Тверді розчини.

Розглянути:

• Недосконалість будови кристалічних фаз.

Тема 1.2 Загальні положення теорії кристалізації і графітизації чавуну.

Лекція №4. Механізм графітизації чавуну.

Основні питання:

• Термодинамічні та кінетичні фактори графітизації.
• Основні ланки графітизації.
• Утворення зародків графіту,  їх природа та місцеположення.

Лекція №5. Кінетика графітизації.

Основні питання:

• Аналіз кінетики графітизації.
• Швидкість утворення зародків графіту.
• Вплив швидкості росту зародків на вірогідність утворення зародків після інкубаційного періоду.
• Лімітуючи ланки графітизації.

Лекція №6. Кінетика графітизації (продовження).

Основні питання:

• Швидкості дисоціації цементиту, кристалізації та дифузії вуглецю при графітизації у твердому стані.
• Кінетика графітизації з рідкого розплаву.
• Загальне рівняння графітизації.

Завдання на СРС за темою:

Проаналізувати:

• Швидкість та форма росту кристалів;
• Теплові основи кристалізації.

Розглянути:

• Формоутворення графіту.

Тема 1.3. Вплив хімічного складу та технологічних факторів на графітизацію чавуну.

Лекція №7. Вплив хімічного складу на графітизацію чавунів.

Основні питання:

• Механізм графітизуючого впливу елементів.
• Вплив основних елементів на графітизацію чавуну.
• Вплив легуючих елементів на графітизацію.

Лекція №8. Графітизація при перекристалізації.

Основні питання:

• Вплив спеціальних елементів на графітизацію в процесі перекристалізації.
• Кількість та стан газів в чавуні. Вплив хімічного складу на розчин газів.
• Вплив газів на графітизацію чавуну. Аналітична оцінка впливу елементів на графітизацію.

Лекція №9. Вплив рідкого стану на графітизацію чавуну.

Основні питання:

• Вплив перегріву  та часу витримування у рідкому стані на графітизацію чавуну.
• Вплив модифікування та позапічних методів оброблення на графітизацію чавуну.
• Графітизуюче модифікування.  Механізм модифікування.

Лекція №10. Вплив технологічних факторів на графітизацію чавуну.

Основні питання:

• Стабілізуюче модифікування. Механізм модифікування.
• Вплив вібрації та ультразвукової обробці на процеси графітизації.
• Вплив часу кристалізації та часу охолодження виливка на процеси графітизації чавуну.
• Вплив технологічних факторів на час кристалізації та структуроутворення в чавуні.

Лекція 11. Вплив термічного оброблення на процеси перекристалізації.

Основні питання:

• Процеси відпалу. Двостадійний відпал.
• Високотемпературний  та низькотемпературний відпал.
• Вплив технологічних факторів на кінетику графітизації при відпалі.

Лекція 12. Процеси нормалізації, закалки та відпуску.

Основні питання:

• Насичення аустеніту вуглецем. Вплив температури та структури на швидкість розчинення вуглецю.
• Другий етап зменшення стабільності структури. Вплив швидкості охолодження на структуроутворення.

Завдання на СРС за темою:

Проаналізувати:

• Вплив плавильних агрегатів на газонасичення чавунів.
• Вплив елементів на евтектичне зерно металевої матриці.

Розглянути

• Оцінка евтектичного та аустенітного зерна
• Вплив шихтових матеріалів та умов плавлення на графітизацію чавуну.
• Структурні діаграми для чавунних виливків.

Розділ 2. Основи фізико-хімічних процесів плавлення чавуну.

Тема 2.1. Термодинаміка процесів плавлення сплавів.

Лекція 13. Термодинаміка процесів плавлення.

Основні питання:

• Термодинамічні параметри. Ентальпія плавлення, ентропія.
• Взаємозв’язок між ентальпієй та температурою плавлення.
• Вплив хімічних елементів на температуру плавлення. Рівняння Клаузиуса – Клайперона. Т
• еоретична витрата енергії на  плавлення сплаву

Завдання на СРС за темою:

Проаналізувати:

• Ентальпію плавлення;
• Зміну ентропії при плавленні металу.

Розглянути

• Вплив хімічного складу на зниження температури плавлення;
• Теоретична витрата енергії при плавленні сплаву.

Тема 2.2. Окислювання та відновлення елементів в процесі плавлення.

Лекція 14. Фізико-хімічні процеси при плавленні сплавів.

Основні питання:

• Окислювання та відновлення елементів в процесі плавлення.
• Вірогідність реакції розкислення.
• Стійкість оксидів.
• Окислення вуглецю, кремнію, марганцю та хрому..
• Склад та властивості розплавлених шлаків. Джерела шлакоутворення.
• Основність шлаку. Властивості шлаку, як окиснювача. В‘язкість шлаку.

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Спорідненість елементів до кисню;
• Процес ошлакування та угару елементів при плавленні.

Розглянути:

• Склад та властивості шлаків.

Розділ 3. Леговані чавуни зі спеціальними властивостями.

Тема 3.1. Класифікація легованих чавунів.

Лекція 15. Класифікація легованих чавунів.

Основні питання:

• Класифікація легованих чавунів.
• Вплив легуючих елементів на структуру і властивості чавунів.
• Евтектичність чавуну.

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Вплив легуючих елементів на структуроутворення чавунів.

Розглянути:

• Вплив легуючих елементів на ливарні властивості чавунів.
• Вплив складу шлаку на властивості чавуну.

Тема 3.2. Зносостійкій чавун.

Лекція 16. Зносостійкий чавун.

Основні питання:

• Механізм зносу. Методи визначення зносостійкості.
• Структура і зносостійкість. Механічні та ливарні властивості чавунів.
• Марки чавуну. Класифікація чавунів. Області застосування, металургійні особливості виробництва.

Лекція 17. Антифрикційний чавун.

Основні питання:

• Вплив структурних складових на антифрикційні властивості.
• Класифікація чавуну відповідно до нормативних документів.
• Марки чавуну, області застосування. Металургійні основи виробництва.

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Механізм абразивного зносу.
• Ливарні властивості зносостійких чавунів.

Розглянути:

• Твердість абразивних матеріалів.
• Режими термічного оброблення зносостійких чавунів.
• Механічні властивості зносостійких чавунів.

Тема 3.3. Корозійностійкий чавун.

Лекція 18. Корозійностійкий чавун.

Основні питання:

• Види корозії. Хімічна та електрохімічна корозія.
• Вплив структурних складових на швидкість корозії.
• Хромисті чавуни. Кременисті чавуни. Високонікелевий чавун.

Завдання на СРС за темою:

Проаналізувати:

• Процеси корозії в чавунах.
• Ливарні властивості корозійностійких чавунів.

Розглянути:

• Металургійні основи виробництва виливків.

Тема3.4. Жаростійкий чавун.

Лекція 19. Жаростійкий чавун.

Основні питання:

• Окалиностійкість і ростосталість.
• Методи визначення жаростійкісті.
• Алюмінієві жаростійкі чавуни. Формування структури алюмінієвих чавунів.

Лекція 20. Жаростійкий чавун (продовження).

Основні питання:

• Області застосування алюмінієвих чавунів.
• Металургійні основи виробництва.
• Хромисті жаростійкі чавуни. Кременисті жаростійкі чавуни

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Формування структури жаростійких чавунів.
• Металургійні основи виробництва виливків.

Розглянути:

• Методику визначення жаростійкості.
• Механізм корозійного руйнування та росту чавунів.

Тема 3.5. Жароміцний та немагнітний чавуни.

Лекція 21. Жароміцний  чавун.

Основні питання:

• Властивості чавуну при підвищених і знижених температурах.
• Жароміцний чавун.  Марки чавуну, області застосування.

Лекція 22. Немагнітний чавун.

Основні питання:

• Немагнітні чавуни.
• Вплив структурних складових на магнітну проникність.
• Марки чавуну. Металургійні особливості виробництва.

Завдання на СРС:

Проаналізувати:

• Марки чавунів та основні властивості.
• Фізичні властивості жароміцних чавунів.

Розглянути:

• Області застосування жароміцних та немагнітних чавунів.

Перелік питань, що виносяться на МКР:

1. Охарактеризуйте кристаллизацию чугуна эвтектического состава в метастабильной системе
2. Что представляет собой эвтектика чугуна при кристаллизации по метастабильной системе.
3. Охарактеризуйте структурную составляющую чугуна – ледебурит. Какие фазы входят в состав ледебурита. Разновидности ледебурита.
4. Дайте характеристику механическим свойствам ледебурита.
5. Дайте характеристику механическим свойствам аустенита.
6. Охарактеризуйте структурную составляющую чугуна – аустенит.
7. В чем состоит суть эвтектоидного распада аустенита.
8. Охарактеризуйте структуру перлита. Разновидности перлита.
9. Дайте характеристику механическим свойствам перлита.
10. Как определяется степень эвтектичности чугуна. Чем отличается заэвтектический чугун от доэвтектического.
11. Приведите классификацию чугунов.
12. Как корелируется механические свойства чугуна со степенью эвтектичности.
13. Почему механические свойства серого чугуна ниже, чем у стали того же химического состава по кремнию, марганцу, фосфору.
14. Почему диаграмму Fe-Fe₃C называют метастабильной. При каких условиях эта диаграмма становится стабильной. Чем отличается от метастабильной диаграмма стабильных равновесий.
15. Какую структуру приобретают при кристаллизации белые чугуны – доэвтектические; эвтектические; заэвтектические.
16. Как кристаллизуются доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны по стабильной системе.
17. Как протекает эвтектоидное превращение в чугунах.
18. Дайте характеристику твердым растворам в чугуне;
19. Охарактеризуйте карбид железа в чугунах.
20. Охарактеризуйте строение и свойства графита в чугуне.
21. Что такое первичные фазы в чугуне. Как кристаллизуется первичная фаза в доэвтектическом чугуне.
22. Что такое первичные фазы в чугуне. Как кристаллизуется первичная фаза в заэвтектическом чугуне.
23. Приведите общую характеристику кристаллизации аустенито-цементитной эвтектики.
24. Приведите общую характеристику кристаллизации аустенито-графитной эвтектики.
25. Приведите классификацию процессам перекристаллизации. Назовите основные процессы перекристаллизации.
26. Что такое процессы коалесценции, сфероидизации и коагуляции при кристаллизации..
27. Как протекает превращение аустенита в евтектоидной области.
28. Назовите продукты распада аустенита при различных скоростях охлаждения ниже эвтектоидной обдасти.
29. Как можно оценить степень графитизации чугуна.
30. Назовите звенья процесса графитизации в чугуне. Что являются составными звеньями и движущей силой процесса графитизации в стабильной системе.
31. Что может являться зародышами для кристаллизации графита.
32. Дайте характеристику местообразованию графита в чугуне.
33. Приведите схему и дайте общую характеристику элементарным процессам, которые определяют кинетику роста графита.
34. Дайте общую характеристику процессам графитизации из жидкого состояния.
35. Дайте общую характеристику процессам графитизации из твердого состояния.
36. Охарактеризуйте общее уравнение графитизации.
37. Грфитизирующие и стабилизирующие элементы. Как влияют графитизирующие элементы на положение критических точек диаграммы состояния.
38. Какая связь между графитизирующим влиянием элементов и их электронным строением.
39. Как влияет углерод и кремний на процессы графитизации.
40. Влияние марганца и серы на процессы графитизации в чугуне.
41. Классификация специальных (легирующих) элементов по их влиянию на процессы графитизации.
42. В чем суть влияния алюминия на графитизацию чугуна.
43. Охарактеризуйте влияние азота на процессы графитизации.
44. Охарактеризуйте влияние водорода и кислорода на процессы графитизации.
45. Дайте характеристику влиянию температуры перегрева на процессы графітизації.
46. Охарактеризуйте теорию вынужденных кристаллизационных зародышей при модифицировании чугунов.
47. С какой целью подвергают чугуны графитизирующему модифицированию.
48. Для каких чугунов графитизирующее модифицирования наиболее эффективно и почему?
49. В чем причина, что действие модификаторов является функцией времени?
50. Охарактеризуйте теорию флуктуационных группировок при графитизирующем модифицировании чугунов.
51. Какие цели преследует стабилизирующее модифицирование? В чем механизм действия стабилизирующих присадок?
52. От каких факторов зависит время кристаллизации и остывания отливок. Как влияет фактор времени на процессы графитизации.
53. Как классифицируются виды термической обработки с точки зрения кристаллизационных процессов.
54. Дайте характеристику высокотемпературному двухстадийному графитизирующему отжигу.
55. Дайте характеристику низкотемпературному графитизирующему отжигу.
56. Что влияет на продолжительность графитизирующего отжига. Дайте характеристику факторам, ускоряющим графитизирующий отжиг.
57. Охарактеризуйте процессы нормализации.
58. Что характеризует энтальпия плавления? Опишите связь между энтальпией и температурой плавления.
59. Как происходит окисление углерода и кремния при плавке чугуна.
60. Опишите реакции окисления марганца и хрома при плавке чугуна.
61. Назовите источники шлакообразования при плавке чугуна.
62. Основные свойства шлака, характеризующие его активность. Что такое основность шлака?
63. Охарактеризуйте окислительную способность шлаков.
64. Охарактеризуйте окислительно-востановительные процессы в первичных шлаках при высокотемпературном процессе плавки.
65. Охарактеризуйте окислительно-востановительные процессы в первичных шлаках при высокотемпературном процессе плавки.
66. Охарактеризуйте окислительно-востановительные процессы в первичных шлаках при низкотемпературном процессе плавки.
67. Надайте класифікацію легованих чавунів зі спеціальними властивостями.
68. Назвіть та охарактеризуйте основні схеми абразивного зносу.
69. Як впливає структура чавуну на його зносостійкість,
70. Надайте класифікацію зносостійких чавунів по типу карбідів.
71. Надайте класифікацію та області застосування зносостійких чавунів з різноманітним типом карбідів.
72. Надайте характеристику властивостям антифрикційним чавунам.
73. Як визначається вплив твердих складових і властивостей металевої основи на експлуатаційні характеристики антифрикційного чавуну?
74. Надайте характеристику впливу хімічного складу на експлуатаційні властивості антифрикційного чавуну.
75. Назвіть марки антифрикційного чавуну та наведіть металургійні особливості виробництва з них виливків.
76. Яки фактори впливають на корозійну стійкість чавунів?
77. Надайте характеристику хімічної та електрохімічної корозії чавунів.
78. Назвіть марки хромистих корозійностійких чавунів і надайте характеристику впливу хімічного складу.
79. Назвіть марки легованого кремнієм корозійностійких чавунів і надайте характеристику впливу хімічного складу.
80. У чому сутність жаростійкості чавунів? Надайте характеристику методам оцінки жаростійкості чавунів.
81. Як формується структура чавуну, легованого алюмінієм?
82. Надайте характеристику та визначити області застосування жаростійких чавунів, легованих алюмінієм.
83. Надайте характеристику металургійним особливостям виробництва жаростійких чавунів, легованих алюмінієм.
84. Надайте характеристику жаростійких чавунів, легованих хромом.
85. Надайте характеристику жаростійких чавунів, легованих кремнієм.
86. Як змінюються властивості чавунів при високих та низьких температурах?
87. Надайте характеристику жароміцним чавунам.
88. Надайте характеристику структурі та хімічного складу немагнітних чавунів.

Іспит

• Рейтингова оцінка рівня підготовки студентів визначається відповідно до «Положення про рейтингову систему оцінювання успішності студентів з дисципліни «Кристалізація та властивості чавуну у виливках»
• Письмовий.

Рекомендована література