Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин

МАТЕРИАЛО ВЕЛЕНИЕ

Под редакцией заслуженного деятеля науки и техники РФ, проф., д-ра техн. наук Ю. П. Солнцева

Рекомендовано

Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по металлургическим, машиностроительным и общетехническим спеииальностям

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

ХИМИЗДАТ 2007

УДК 620.22 Издано при финансовой поддержке

С 601 Федерального агентства по печати

и массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программы «Культура России»

Рецензенты:

засл. деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. А. М. Паршин;

кафедра "Материаловедение и технология материалов" Санкт-Петер- бургского государственного Морского технического университета

Солнцев Ю. П., Пряхин Е. И.

С 601 Материаловедение: Учебник для вузов. Изд. 4-е, пере-

раб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2007. - 784 с.: ил.

ISBN 5-93808-131-9

Изложены основы металловедения черных и цветных металлов и сплавов на их основе. Рассмотрены фундаментальные положения тео­рии и технологии термической обработки сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов. Приведены основные закономерности формиро­вания структуры и свойств всех групп промышленных сталей и спла­вов, аморфных и радиационно-стойких сплавов, неметаллических ма­териалов на основе полимеров, керамических и композиционных ма­териалов. Даны рекомендации по их применению. Отдельный раздел посвящен металлическим и неметаллическим покрытиям в машино­строении. Описаны процессы коррозии, формирования и изменения строения и свойств сплавов при нормальных температурах и в усло­виях климатического холода, рассмотрена оценка конструкционной прочности металлов и пути ее повышения, изложены методология и принципы выбора материалов для конкретных деталей и изделий.

В четвертом издании (1-е изд. - 1999 г., 2-е изд. - 2002 г., 3-е изд. - 2004 г.) в главу «Стали и сплавы со специальными свойствами» введен дополнительный параграф 18.7 "Наноструктурированные материалы", полностью переработаны параграф 14.9 "Судостроительные стали" и раздел XI "Проблема выбора и применения материалов".

Рекомендован в качестве учебника для студентов металлургиче­ских, машиностроительных и общетехнических вузов. Может быть полезен студентам вузов, обучающимся по смежным специальностям, а также преподавателям, инженерно-техническим работникам заво­дов, научно-исследовательских и проектно-конструкторских органи­заций.

_ 2703000000-014 „ ,

^С 050(01)-07 объявл.

© Солнцев Ю. П., Пряхин Е. И., Войткун Ф., .МИСИС», 1999 © Солнцев Ю. П., Пряхин Е. И., 2007, с изменениями ISBN 5-93808-131-9 © ХИМИЗДАТ, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Часть первая МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

j ВВЕДЕНИЕ

Раздел I. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Глава 1. Основы кристаллографии и кристаллизации

1. Общая характеристика металлов и сплавов

2. Кристаллическое строение металлов

3. Дефекты строения кристаллических тел

4. Кристаллизация металлов

Глава 2. Деформация и разрушение металлов

1. Свойства металлов и сплавов

2. Упругая и пластическая деформация

3. Хрупкое и вязкое разрушение

4. Факторы, определяющие характер разрушения

5. Наклеп и рекристаллизация

Глава 3. Методы исследований и испытаний материалов

1. Металлографические методы испытаний

2. Испытания механических свойств

3. Испытания долговечности

4. Оценка конструкционной прочности методами механики разрушения

5. Особенности испытаний механических свойств при низких температурах

6. Специальные методы испытаний

7. Неразрушающие методы контроля

Раздел II. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СПЛАВОВ Глава 4. Фазы и структура металлических сплавов

1. Характеристика основных фаз в сплавах

2. Структура сплавов

3. Диффузия и структура сплавов

4. Пути упрочнения сталей и сплавов

5. Диаграммы состояния (фазового равновесия) сплавов

1. Глава

   168

   168

   170

   186

   189

   190

   194

   194. 197

   202

   Условия и методика построения диаграмм состояния

2. Основные типы диаграмм состояния

3. Неравновесная кристаллизация и перекристаллизация сплавов

4. Связь между свойствами сплавов и типом диаграмм состояния

5. Понятие о диаграммах состояния тройных сплавов

Раздел III. ЖЕЛЕЗО И ЕГО СПЛАВЫ

6. Глава

   Диаграмма состояния системы железо — углерод

   1. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом

   2. Диаграмма состояния системы железо - цементит (метастабильное состояние)

   3. Диаграмма состояния системы железо - графит (стабильное состояние)

7. 204

   204

   205

   204. 207

   210

   210

   212

   213

   214

   Глава

   Глава

   Углеродистые стали

   1. Общая характеристика

   2. Влияние углерода на свойства стали

   3. Влияние примесей на свойства стали

   4. Классификация углеродистых сталей

8. Легированные стали

   1. Влияние легирующих элементов на превращения и свойства стали

   2. Карбиды в легированных сталях

   3. Классификация легированных сталей

   4. Маркировка сталей по российским и международным стандартам

9. 226

   226

   227

   230

   236

   Глава

   Чугуны

   1. Разновидности чугунов

   2. Процесс графитизации чугунов

   3. Микроструктура и свойства чугуна

   4. Легированные чугуны

239

239

240

Глава

Раздел IV. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 10. Основы теории термической обработки

1. Общие сведения

2. Классификация видов термической обработки стали

3. Превращения в стали при нагреве. Образование 243 аустенита

4. Диффузионные превращения аустенита при 248 охлаждении стали. Диаграмма изотермического превращения аустенита

5. Мартенситное превращение аустенита 252

6. Промежуточное (бейнитное) превращение 255 аустенита

7. Изотермическое превращение аустенита в 257 легированных сталях

8. Превращение аустенита при непрерывном 259 охлаждении

9. Термокинетические диаграммы превращения 260 переохлажденного аустенита

МАТЕРИАЛО ВЕЛЕНИЕ 1

ХИМИЗДАТ 2007 1

Часть первая МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 3

Часть вторая НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 11

Часть первая 11

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 11

Раздел I. Строение и свойства металлов 22

ЭШ 87

s] Z(—)Г~7/—I 108

CD 'ШШ * 112

ф № 113

ilij© © 164

/7„, 305

(А 509

J Ч 741

3X3 605

1. Формирование структуры дисперсными 295 выделениями

2. Комбинированное термомеханическое 297 воздействие

3. Регулирование размеров зерна 300 термоциклированием

МАТЕРИАЛО ВЕЛЕНИЕ 1

ХИМИЗДАТ 2007 1

Часть первая МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 3

Часть вторая НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 11

Часть первая 11

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 11

Раздел I. Строение и свойства металлов 22

ЭШ 87

s] Z(—)Г~7/—I 108

CD 'ШШ * 112

ф № 113

ilij© © 164

/7„, 305

(А 509

J Ч 741

3X3 605