Материаловедение

ВВЕДЕНИЕ

8

Раздел I. Строение и свойства материалов

1.

СТРОЕНИЕ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1.1.

Агрегатные состояния

13

1.2.

Металлы и их кристаллическое строение

15

1.3.

Реальное строение металлов и дефекты кристаллических решеток

19

1.4.

Строение сплавов

22

1.5.

Основные закономерности процесса кристаллизации, превращения в твердом состоянии, полиморфизм

24

1.6.

Превращения в твердом состоянии. Полиморфизм

28

2.

МЕХАНИЧЕСКИЕ, физические и ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

2.1.

Свойства материалов

30

2.2.

Деформации и напряжения

33

2.3.

Испытание материалов на растяжение и ударную вязкость

36

2.4.

Определение твердости

40

2.5.

Упругая и пластическая деформации, наклеп и рекристаллизация

42

Тесты для контроля текущих знаний по разделу I

46

Раздел II. Структура, свойства и термическая обработка железоуглеродистых сплавов

3.

ДИАГРАММА «ЖЕЛЕЗО–УГЛЕРОД (ЦЕМЕНТИТ)»

3.1

Общий обзор диаграмм состояния

53

3.2.

Компоненты, фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов

57

3.3.

Изменения структуры сталей при охлаждении

61

3.4.

Изменения структуры чугунов при охлаждении

63

3.5.

Классификация и свойства углеродистых сталей

64

3.6.

Классификация и свойства чугунов

68

4.

ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

4.1.

Влияние нагрева и скорости охлаждения углеродистой стали на ее структуру

75

4.2.

Отжиг углеродистых сталей

83

4.3.

Закалка углеродистых сталей

86

4.4.

Отпуск закаленных углеродистых сплавов

92

4.5.

Химико-термическая обработка сталей

94

Тесты для контроля текущих знаний по разделу II железоуглеродистых сплавов»

98

Раздел III. Конструкционные и инструментальные материалы

5.

Конструкционные СТАЛи и сплавы

5.1.

Влияние легирующих элементов на структуру, механические свойства сталей и превращения при термообработке

106

5.2.

Маркировка и классификация легированных сталей

111

5.3.

Конструкционные стали

113

5.4.

Коррозионно-стойкие стали

119

5.5.

Жаропрочные стали и сплавы

124

5.6.

Жаростойкие стали и сплавы

130

5.7.

Инструментальные стали и сплавы для обработки материалов резанием

132

5.8.

Инструментальные стали для обработки давлением

136

6.

ТИТАНОВЫЕ, МЕДНЫЕ и алюминиевые СПЛАВЫ

6.1.

Титан и его сплавы

142

6.2.

Медь и ее сплавы

152

6.3.

Алюминий и его сплавы

156

7.

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

7.1

Полимеры и пластмассы

162

7.2

Резиновые и клеящие материалы

167

7.3

Стекло, ситаллы, графит

169

7.4

Композиционные материалы

171

Тесты для контроля текущих знаний по разделу III

176

Раздел IV. Способы литья в металлургии и в машиностроении

8.

СПОСОБЫ ЛИТЬЯ В МЕТАЛЛУРГИИ

8.1.

Доменный процесс

187

8.2.

Сущность процесса выплавки стали

192

8.3.

Производство стали в мартеновских печах и конвертерах

194

8.4.

Производство и повышение качества сталей и сплавов в электропечах

196

9.

Способы литья В МАШИНОСТРОЕНИИ

9.1.

Изготовление песчаных литейных форм

200

9.2.

Основные операции получения отливок в песчаных формах

204

9.3.

Закономерности охлаждения отливок в литейных формах

206

9.4.

Литье в оболочковые формы и по выплавляемым моделям

212

9.5.

Литье в металлические формы, под давлением, центробежное литье

215

Тесты для контроля текущих знаний по разделу IV

223

Раздел V. Обработка металлов давлением в металлургии и в машиностроении

10.

ГОРЯЧАЯ И ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ. Прокатка

10.1.

Горячая и холодная обработка металлов давлением

228

10.2.

Нагрев заготовок перед обработкой давлением

230

10.3.

Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент

235

10.4.

Деформации при прокатке

238

10.5.

Мощность и усилия деформирования при прокатке

241

10.6.

Теплообмен и температура при горячей прокатке

244

11.

Волочение и прессование

11.1.

Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент

247

11.2.

Деформации и напряжения при волочении

250

11.3.

Работа, мощность и усилия при волочении

254

11.4.

Температура при волочении

256

11.5.

Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент

258

11.6.

Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании

260

12.

Способы обработки давлением в машиностроении

12.1.

Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки

261

12.2.

Оборудование для ковки и штамповки

264

12.3.

Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки

267

12.4.

Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке

271

12.5.

Холодная листовая штамповка

275

Тесты для контроля текущих знаний по разделу V

280

Раздел VI. Технологические и физические основы обработки резанием

13.

способЫ обработки резанием, СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ

13.1.

Способы обработки резанием

291

13.2.

Металлорежущие станки

296

13.3.

Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия

300

13.4.

Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя

304

14.

Деформации, силы и температуры при резании

14.1.

Схематизация процесса и характеристики деформаций при резании

307

14.2.

Силы при точении

311

14.3.

Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании

315

14.4.

Предел текучести и температура деформации при резании

317

14.5.

Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла

318

14.6.

Температура передней поверхности режущего лезвия

320

14.7.

Температура задней поверхности режущего лезвия

321

15.

Износостойкость инструмента и режимы резания

15.1.

Изнашивание и износостойкость режущих инструментов

323

15.2.

Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости

328

15.3.

Назначение режимов резания и параметров инструмента

331

Тесты для контроля текущих знаний по разделу VI

338

Раздел VII. Теплофизические основы и технологии сварочного производства

16.

Характеристика способов сварки и схематизация сварочных процессов

16.1.

Классификация и технологические характеристики различных видов сварки

350

16.2.

Источники энергии, применяющиеся при сварке

357

16.3.

Схематизация процессов распространения тепла при сварке

365

16.4.

Тепловой баланс электрической дуговой сварки

367

17.

Способы термической сварки

17.1.

Ручная дуговая сварка

370

17.2.

Автоматическая сварка под флюсом

373

17.3.

Сварка в защитных газах

375

17.4.

Плазменная сварка и резка

377

17.5.

Электрошлаковая сварка.

380

17.6.

Газовая сварка

382

18.

Термомеханические способы сварки

18.1.

Электрическая контактная стыковая сварка.

384

18.2.

Электрическая контактная точечная сварка.

387

18.3.

Электрическая контактная шовная сварка

390

18.4.

Конденсаторная сварка

393

18.5.

Сварка трением

396

18.6.

Ультразвуковая сварка

398

Тесты для контроля текущих знаний по разделу VII

400

Раздел VIII. Технологии порошковых и полимерных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки

19.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

19.1.

Технология изготовления деталей методом порошковой металлургии

410

19.1.

Получение порошка исходного материала

412

19.2.

Формование заготовок

416

19.3.

Спекание и доводка заготовок

423

20.

Производство изделий из полимерных

материалов

20.1.

Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии

426

20.2.

Обработка полимеров в высокоэластическом состоянии

435

20.3.

Обработка полимерных материалов в твердом состоянии

437

20.4.

Сварка полимерных материалов

440

21.

Электро-физико-химические

и нетрадиционные методы обработки

21.1.

Классификация электро-физико-химических методов обработки

443

21.2.

Электроэрозионная обработка

444

21.3.

Электрохимическая (анодно-химическая) обработка

447

21.4.

Ультразвуковая размерная обработка

448

21.5.

Лучевая обработка

450

21.6.

Комбинированные процессы обработки

455

21.7.

Нетрадиционные методы обработки

457

21.8.

Методы формирования изделий путем наращивания поверхности

460

21.9.

Методы поверхностной модификации свойств изделий

467

Тесты для контроля текущих знаний по разделу VIII

475

Библиографический список

483