- •Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
- •Библиографический список
- •Современное развитие материаловедения как науки.
- •Лекция №1
- •Металлы и неметаллы. Особенности атомно-кристаллического строения
- •Дефекты кристаллического строения.
- •А.Макроскопический анализ.
- •Б.Микроскопический анализ.
- •В.Рентгеноструктурный анализ и рентгеновская дефектоскопия.
- •Лекция 2
- •Механизм и закономерности кристаллизации металлов.
- •Условия получения мелкозернистой структуры
- •Особенности строения металлического слитка
- •Структурные методы исследования.
- •Понятие о ликвации.
- •Аллотропические превращения железа при нагреве и охлаждении. Гистерезис.
- •Магнитные превращения
- •Получение монокристаллов.
- •Свойства аморфных металлов.
- •Лекция 3 Свойства материалов и методы их испытаний.
- •Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность
- •Твердость по Бринеллю ( гост 9012)
- •Метод Роквелла гост 9013
- •Метод Виккерса
- •Метод царапания.
- •Динамический метод (по Шору)
- •Влияние температуры.
- •Способы оценки вязкости.
- •Основные характеристики:
- •3. Свариваемость.
- •4. Способность к обработке резанием.
- •Лекция 4 Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов. Связь между составом, строением и свойствами сплавов.
- •Понятие о сплавах и методах их получения
- •Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений
- •Классификация сплавов твердых растворов.
- •Кристаллизация сплавов.
- •Диаграмма состояния.
- •Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы твердые растворы с неограниченной растворимостью)
- •Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси)
- •Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения.
- •Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)
- •Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния
- •Лекция 5 Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо – углерод.
- •Особенности диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов.
- •Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
- •Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •Структуры железоуглеродистых сплавов
- •Лекция 6 Классификация и маркировка сталей и чугунов. Применение.
- •Классификация и маркировка сталей Классификация сталей
- •Маркировка сталей
- •Состав и сорта чугунов. Передельный чугун.
- •Литейный (серый) чугун.
- •Другие сорта чугуна.
- •Лекция 7 Классификация и маркировка легированных сталей. Применение. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей.
- •Принцип маркировки легированных сталей.
- •Легированные конструкционные стали
- •Легированные инструментальные стали
- •Влияние элементов на полиморфизм железа
- •Лекция 8.
- •1.Физическая природа деформации металлов.
- •2.Пластическое деформирование поли- и монокристаллов.
- •3.Механизм пластического деформирования.
- •Разрушение металлов.
- •Механические свойства и способы определения их количественных характеристик (повторение)
- •Особенности деформации поликристаллических тел.
- •Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла: наклеп
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат и рекристаллизация
- •Лекция 9
- •Термическая обработка металлов и сплавов. Дефекты термической обработки и методы их предупреждения.
- •Виды термической обработки металлов.
- •Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении
- •Механизм основных превращений
- •1) Превращение перлита в аустенит
- •2) Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.
- •Закономерности превращения.
- •5. Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска
- •Отжиг и нормализация. Назначение и режимы
- •1. Закалка в одном охладителе (v1).
- •2. Закалка в двух сферах или прерывистая (v2).
- •3. Ступенчатая закалка (v3).
- •4. Изотермическая закалка (v4).
- •5. Закалка с самоотпуском.
- •6. Основное оборудование для термической обработки.
- •Цвета побежалости и цвета каления и соответствующие им температуры.
- •Термическая обработка легированных сталей.
- •Лекция 10
- •Химико-термическая обработка стали: цементация, азотирование, нитроцементация и диффузионная металлизация.
- •1. Химико-термическая обработка стали
- •2. Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования нитроцементации и диффузионной металлизации
- •Лекция 11
- •Методы повышения конструктивной прочности металла.
- •Термомеханическая обработка стали
- •Поверхностное упрочнение стальных деталей
- •Старение
- •Обработка стали холодом
- •Упрочнение методом пластической деформации
- •Лекция 13
- •Конструкционные стали. Классификафия конструкционных сталей.
- •Классификация конструкционных сталей
- •Улучшаемые легированные стали.
- •Материалы с особыми технологическими свойствами.
- •Технологические свойства металлов.
- •Лекция 19
- •Инструментальные стали
- •Лекция 20
- •Коррозионно-стойкие стали и сплавы. Жаростойкие стали и сплавы. Жаропрочные стали и сплавы
- •Лекция 21
- •Цветные металлы и сплавы на их основе. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы. Медь и ее сплавы
- •Лекция 22
- •Композиционные материалы. Материалы порошковой металлургии: пористые, конструкционные, электротехнические
- •Материалы для производства металлов и сплавов
- •Производство чугуна.
- •Выплавка чугуна.
- •Продукты доменной плавки Основным продуктом доменной плавки является чугун.
- •Важнейшие технико-экономические показатели работы доменных печей
- •Лекция 2
- •Процессы прямого получения железа из руд. Производство стали. Процессы прямого получения железа из руд
- •Получение губчатого железа в шахтных печах.
- •Восстановление железа в кипящем слое.
- •Получение губчатого железа в капсулах-тиглях.
- •Производство стали Сущность процесса
- •Способы выплавки стали
- •Производство стали в кислородных конвертерах.
- •Дуговая плавильная печь.
- •Индукционные тигельные плавильные печи
- •Разливка стали
- •Способы повышения качества стали
- •Производство цветных металлов Производство меди
- •Производство магния
- •Общие принципы выбора заготовки
- •Основные факторы, влияющие на выбор способа получения заготовки.
- •Литейное производство Общие сведения о литейном производстве Современное состояние и роль литейного производства в машиностроении.
- •Классификация литых заготовок.
- •Литейные сплавы
- •Литейные свойства сплавов
- •Литейные сплавы
- •Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах
- •Изготовление отливок в песчаных формах
- •Модельный комплект
- •Изготовление литейных форм
- •Формовка в кессонах.
- •Машинная формовка
- •Вакуумная формовка.
- •Изготовление стержней
- •Сборка и заливка литейной формы
- •Охлаждение, выбивка и очистка отливок
- •Специальные способы литья
- •Литье в оболочковые формы
- •Литье по выплавляемым моделям
- •Литье в металлические формы
- •Изготовление отливок центробежным литьем
- •Сборка и заливка литейной формы
- •Охлаждение, выбивка и очистка отливок
- •Специальные способы литья
- •Литье в оболочковые формы
- •Литье по выплавляемым моделям
- •Литье в металлические формы
- •Изготовление отливок центробежным литьем
- •Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- •Изготовление отливок непрерывным литьем
- •Особенности изготовления отливок из различных сплавов
- •Стальные отливки
- •Алюминиевые сплавы
- •Медные сплавы
- •Титановые сплавы
- •Дефекты отливок и их исправление
- •Методы обнаружения дефектов
- •Методы исправления дефектов
- •Техника безопасности и охрана окружающей среды в литейном производстве
- •Прокат и его производство
- •Способы прокатки
- •Технологический процесс прокатки
- •Правка проката
- •Разрезка и заготовительная обработка проката
- •Продукция прокатного производства. Прессование. Волочение Продукция прокатного производства
- •Прессование
- •Волочение
- •Операции ковки
- •Предварительные операции
- •Основные операции
- •Оборудование для ковки
- •Конструирование кованых заготовок
- •Горячая объемная штамповка
- •Формообразование при горячей объемной штамповке
- •Чертеж поковки
- •Технологический процесс горячей объемной штамповки
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •Горячая объемная штамповка на молотах
- •Геометрическая точность поковок, полученных на молотах
- •Горячая объемная штамповка на прессах
- •Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
- •Ротационные способы изготовления поковок
- •Штамповка жидкого металла
- •Лекция Холодная штамповка
- •Объемная холодная штамповка
- •Листовая штамповка
- •Операции листовой штамповки
- •Высокоскоростные методы штамповки
- •Формообразование заготовок из порошковых материалов
- •Электрофизические и электрохимические методы обработки (эфэх) Характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки
- •Электроэрозионные методы обработки
- •Электроискровая обработка
- •Электроимпульсная обработка
- •Электрохимическая обработка
- •Электрохимическая размерная обработка
- •Комбинированные методы обработки
- •Анодно-механическая обработка
- •Лучевые методы обработки
- •Плазменная обработка
- •Плазменное напыление.
Литейные сплавы
1. Чугун является наиболее распространенным материалом для получения фасонных отливок. Чугунные отливки составляют около 80 % всех отливок.
Широкое распространение чугун получил благодаря хорошим технологическим свойствам и относительной дешевизне. Из серого чугуна получают самые дешевые отливки (в 1,5 раза дешевле, чем стальные, в несколько раз – чем из цветных металлов). Область применения чугунов расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических характеристик. Используют серые, высокопрочные, ковкие и легированные чугуны.
2. Сталь как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами. Чем ответственнее машина, тем более значительна доля стальных отливок, идущих на ее изготовление. Стальное литье составляет: в тепловозах – 40…50 % от массы машины; в энергетическом и тяжелом машиностроении (колеса гидравлических турбин с массой 85 тонн, иногда несколько сотен тонн) – до 60 %.
Стальные отливки после соответствующей термической обработки не уступают по механическим свойствам поковкам.
Используются: углеродистые стали 15Л…55Л; легированные стали 25ГСЛ, 30ХГСЛ, 110Г13Л; нержавеющие стали 10Х13Л, 12Х18Н9ТЛ и др.
Среди литейных материалов из сплавов цветных металлов широкое применение нашли медные и алюминиевые сплавы.
1. Медные сплавы – бронзы и латуни.
Латуни – наиболее распространенные медные сплавы. Для изготовления различной аппаратуры для морских судостроения, работающей при температуре 300 ?С, втулок и сепараторов подшипников, нажимных винтов и гаек прокатных станов, червячных винтов применяют сложнолегированные латуни. Обладают хорошей износостойкостью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью.
Из оловянных бронз (БрО3Ц7С5Н1) изготавливают арматуру, шестерни, подшипники, втулки.
Безоловянные бронзы по некоторым свойствам превосходят оловянные. Они обладают более высокими механическими свойствами, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью. Однако литейные свойства их хуже. Применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, тяжело нагруженных шестерен и зубчатых колес, корпусов насосов, деталей химической и пищевой промышленности.
2. Алюминиевые сплавы.
Отливки из алюминиевых сплавов составляют около 70 % цветного литья. Они обладают высокой удельной прочностью, высокими литейными свойствами, коррозионной стойкостью в атмосферных условиях.
Наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы системы алюминий – кремний (Al-Si) – силумины АЛ2, АЛ9. Они широко применяются в машиностроении, автомобильной и авиационной промышленности, электротехнической промышленности.
Также используются сплавы систем: алюминий – медь, алюминий – медь – кремний, алюминий – магний.
3. Магниевые сплавы обладают высокими механическими свойствами, но их литейный свойства невысоки. Сплавы системы магний – алюминий – цинк – марганец применяют в приборостроении, в авиационной промышленности, в текстильном машиностроении.
ЛЕКЦИЯ