
- •Раздел I. Строение и свойства металлов и сплавов
- •Глава 1.
- •§ 1. Кристаллическое строение металлов
- •§ 2. Кристаллизация металлов
- •§ 3. Общие сведения о строении сплавов
- •§ 4. Диаграммы состояния сплавов
- •§ 5. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •§ 6. Свойства металлов
- •Глава 2. Промышленные металлы
- •§ 7. Углеродистые стали
- •§ 8. Легированные стали
- •§ 9. Серые чугуны
- •§ 10. Медь и ее сплавы
- •§ 11. Алюминий и его сплавы
- •§ 12. Магний и его сплавы
- •§ 13. Титан и его сплавы
- •Глава 3. Термическая обработка
- •§ 14. Сущность термической обработки
- •§ 15. Виды термической обработки
- •Раздел II. Производство черных и цветных металлов
- •Глава 1. Сущность металлургического производства
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Материалы для производства металлов
- •§ 3. Способы получения металлов из руд
- •Глава 2. Производство чугуна
- •§ 4. Материалы, применяемые для производства чугуна
- •§ 5. Подготовка руд к плавке
- •§ 6. Выплавка чугуна
- •Глава 3. Производство стали
- •§ 7. Сущность процесса
- •§ 8. Производство стали в кислородных конвертерах
- •§ 9. Производство стали в мартеновских печах
- •§ 10. Производство стали в электропечах
- •§ 11. Разливка стали
- •§ 12. Затвердевание и строение стальных слитков
- •§ 13. Способы повышения качества стали
- •§ 14. Перспективы развития сталеплавильного производства
- •Глава 4. Производство цветных металлов
- •§ 15. Производство меди
- •§ 16. Производство алюминия
- •§ 17. Производство магния
- •§ 18. Производство титана
- •Раздел III. Технология литейного производства
- •Глава 1. Общая характеристика литейного производства
- •§ 1. Место, значение и перспективы развития литейного производства в машиностроении
- •§ 2. Общая технологическая схема изготовления
- •§ 3. Литейные свойства сплавов
- •§ 4. Технологические требования к конструкции отливки
- •Глава 3. Способы изготовления отливок
- •§ 5. Классификация способов получения отливок
- •§ 6. Изготовление отливок в разовых формах
- •§ 7. Модельные комплекты для ручной
- •1 2 3 4 S 6 1 в 9 ,л Рис. III.8. Модельные плиты для машинной формовки
- •§ 8. Формовочные и стержневые смеси
- •§ 10. Технология машинной формовки
- •Глава 4. Заливка, выбивка форм и стержней,
- •§ 11. Заливка форм и разливочные ковши
- •§ 12. Выбивка отливок из форм и стержней
- •§ 13. Обрубка и очистка отливок
- •§ 14. Виды брака и контроль качества отливок
- •Глава 5. Специальные методы получения отливок
- •§ 15. Изготовление отливок в металлических формах
- •§ 16. Изготовление отливок литьем под давлением
- •§ 17. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
- •§ 18. Изготовление отливок литьем в оболочковые
- •§ 19. Изготовление отливок центробежным литьем
- •§ 20. Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- •Глава 6. Технологические особенности изготовления
- •§ 21. Характеристика литейных сплавов
- •§ 22. Изготовление отливок из чугуна
- •§ 23. Изготовление отливок из стали
- •§ 24. Изготовление отливок из сплавов
- •§ 25. Отливки из тугоплавких сплавов
- •§ 26. Техника безопасности в литейных цехах
- •Раздел IV. Обработка металлов давлением
- •Глава 1. Общие сведения
- •§ 1. Сущность обработки металлов давлением
- •§ 2. Факторы, влияющие на пластичность металла
- •§ 3. Холодная и горячая обработка металлов давлением
- •§ 4. Влияние обработки давлением на структуру и механические свойства металлов и сплавов
- •§ 5. Основные виды обработки металлов давлением
- •Глава 2. Нагрев металлов перед обработкой
- •§ 6. Температурный интервал и режим нагрева
- •§ 7. Основные типы нагревательных устройств
- •Глава 3. Прокатное производство
- •§ 8. Сущность процесса прокатки
- •§ 9. Прокатные валки и станы
- •§ 10. Производство основных видов проката
- •§ 11. Производство специальных видов проката
- •§ 12. Прессование
- •§ 13. Волочение
- •Глава 5. Ковка
- •§ 14. Сущность процесса и технологические операции ковки
- •§ 15. Оборудование для ковки
- •§ 16. Разработка технологического процесса ковки
- •Глава 6. Горячая объемная штамповка
- •§ 17. Сущность процесса и виды штамповки
- •§ 18. Оборудование для горячей объемной
- •§ 19. Разработка технологического процесса объемной штамповки
- •Глава 7. Холодная штамповка
- •§ 20. Сущность процесса и виды холодной штамповки
- •§ 21. Получение изделий холодной объемной
- •§ 22. Технологические операции листовой штамповки
- •§ 23. Особые способы листовой штамповки
- •§ 24. Краткие сведения о технике безопасности
- •Раздел V. Технология сварочного производства
- •Глава 1. Общие сведения
- •§ 1. Физическая сущность и классификация
- •Глава 2. Электрическая дуговая сварка § 2. Основные виды дуговой сварки
- •§ 3. Сварочная дуга и ее свойства
- •§ 4. Источники тока для дуговой сварки
- •Многопостовые сварочные генераторы постоянного тока
- •§ 5. Ручная дуговая сварка
- •11 EsJlXyifl |д£:
- •§ 6. Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка
- •§ 7. Электрошлаковая сварка
- •§ 8. Дуговая сварка в защитных газах
- •Глава 3. Электрическая контактная сварка
- •§ 9. Сущность процесса и основные виды контактной сварки
- •§ 10. Стыковая сварка
- •§ 11. Точечная сварка
- •§ 12. Шовная сварка
- •§ 13. Сварка аккумулированной энергией
- •§ 14. Сущность процесса газовой сварки и область
- •§ 15. Кислород, его получение, транспортирование
- •§ 18. Технология газовой сварки
- •§ 19. Газопрессовая сварка
- •Глава 5. Термитная сварка и пайка металлов
- •§ 20. Термитная сварка
- •§ 21. Пайка металлов
- •Глава 6. Новые способы сварки
- •§ 22. Индукционная сварка
- •§ 23. Диффузионная сварка в вакууме
- •§ 24. Сварка ультразвуком
- •§ 25. Сварка электронным лучом в вакууме
- •§ 26. Холодная сварка давлением
- •§ 27. Сварка трением
- •§ 28. Лазерная сварка
- •§ 29. Плазменно-дуговая сварка
- •§ 30. Сварка взрывом
- •Глава 7. Технология сварки и наплавки различных
- •§ 31. Структура металла шва и зоны термического влияния
- •§ 32. Напряжения и деформации при сварке
- •§ 33. Сварка сталей
- •§ 34. Сварка чугуна
- •§ 35. Сварка цветных металлов
- •§ 36. Наплавка твердых сплавов
- •Автоматическую и полуавтоматическую дуговую наплавку
- •Глава 8. Резка металлов § 37. Газокислородная резка
- •§ 38. Дуговая резка
- •Глава 9. Контроль качества сварки
- •§ 39. Дефекты сварных соединений и причины
- •§ 40. Методы контроля качества сварных соединений
- •Испытание швов на прочность
- •Раздел VI. Обработка конструкционных материалов резанием
- •Глава 1. Общие сведения
- •§ 1. Назначение обработки конструкционных
- •§ 2. Рабочие, установочные и вспомогательные движения
- •§ 3. Основныеметоды обработки резанием
- •§ 4. Основные части и элементы резца,
- •§ 5. Элементы режима резания и сечение
- •§ 6. Процесс стружкообразования при резании металла и сопутствующие ему явления
- •§ 7. Силы резания и мощность, затрачиваемая
- •§ 8. Тепловые явления при резании металлов
- •§ 9. Изнашивание и стойкость режущего инструмента
- •§ 10. Охлаждение и смазка при обработке резанием
- •§ 11. Материалы для изготовления режущих инструментов
- •§ 12. Влияние различных факторов на скорость резания,
- •Влияние на скорость резания глубины резания и подачи.
- •§ 13. Производительность обработки резанием
- •§ 14. Классификация и условные обозначения металлорежущих станков
- •§ 15. Приводы, передачи и элементарные механизмы станков
- •Глава 2. Обработка заготовок на станках
- •§ 16. Классификация станков токарной группы
- •§ 17. Токарно-винторезный станок 16к20
- •§ 18. Кинематика токарно-винторезного станка 16к20
- •§19. Токарные резцы и их применение
- •§ 20. Нормальные приспособления для закрепления
- •§ 21. Основные работы, выполняемые на токарновинторезных станках
- •§ 22. Основное технологическое время при точении
- •§ 23. Токарно-карусельные станки и выполняемые на них работы
- •§ 24. Многорезцовые токарные станки
- •§ 25. Токарно-револьверные станки и выполняемые
- •§ 26. Токарные автоматы и полуавтоматы и выполняемые на них работы
- •Глава 3. Обработка заготовок на сверлильных и расточных станках
- •§ 27. Основные работы, выполняемые на сверлильных станках
- •§ 28. Сверла
- •§ 30. Развертки
- •§ 31. Элементы режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании
- •§ 32. Силы резания, крутящий момент и мощность
- •§ 33. Основное технологическое время при сверлении, зенкеровании и развертывании отверстий
- •§ 34. Сверлильные станки
- •§ 35. Сверление глубоких отверстий
- •§ 36. Вспомогательные инструменты и приспособления к сверлильным станкам
- •§ 37. Обработка заготовок на расточных станках
- •Глава 4. Обработка заготовок на фрезерных станках
- •§ 38. Основные характеристики процесса фрезерования
- •§ 39. Основные типы фрез и их назначение
- •§ 40. Геометрические параметры фрез
- •§ 41. Силы резания, крутящий момент и мощность
- •§ 42. Выбор режима резания и определение основного
- •§ 43. Фрезерные станки
- •§ 44. Устройство и применение делительных головок
- •§ 45. Работы, выполняемые на фрезерных станках
- •Глава 5. Обработка заготовок на строгальных
- •§ 46. Основные характеристики строгания и долбления
- •§ 47. Строгальные и долбежные резцы
- •§ 48. Строгальные и долбежные станки
- •§ 49. Основные работы, выполнямые на строгальных станках
- •§ 50. Основное технологическое время при строгании
- •Глава 6. Обработка заготовок на протяжных станках
- •§ 51. Характеристика, схемы осуществления и применения
- •§ 52. Протяжки
- •§ 53. Протяжные станки и работы, выполняемые на них
- •§ 54. Основное технологическое время при протягивании
- •Глава 7. Нарезание зубьев зубчатых колес
- •§ 55. Общие сведения
- •§ 56. Фрезерование зубьев цилиндрических
- •Vf.3. Комплект из восьми модульных фрез для нарезания зубчатых колес
- •1 Оборот заготовки -у щ ic. Р.
- •§ 57. Нарезание цилиндрических зубчатых колес
- •§ 58. Нарезание зубьев конических зубчатых колес
- •Глава 8. Обработка заготовок на шлифовальных станках
- •§ 59. Общие сведения
- •§ 60. Абразивный инструмент
- •§ 61. Процесс резания при шлифовании
- •§ 62. Шлифовальные станки
- •Глава 9. Отделочные методы обработки § 63. Тонкая обработка поверхностей
- •§ 64. Отделка зубьев зубчатых колес
- •Глава 10. Обработка заготовок поверхностным
- •§ 65. Общие сведения
- •§ 66. Формообразующие методы
- •§ 67. Упрочняюще-калибрукмцие методы
- •Глава 11. Электрофизические и электрохимические
- •§ 68. Общие сведения
- •§ 69. Электроэрозионные методы обработки
- •§ 70. Электрохимическая обработка.
- •§ 71. Ультразвуковой метод обработки
- •Глава 12. Основные направления автоматизации
- •§ 73. Общие сведения
- •§ 74. Автоматические линии
- •§ 75. Станки с программным управлением
- •§ 76. Техника безопасности при работе
- •Раздел VII. Производство деталей из неметаллических материалов и металлических порошков
- •Глава 1. Производство деталей из пластмасс
- •§ 1. Общие сведения о пластмассах
- •§ 2. Переработка пластмасс в вязкотекучем состоянии
- •§ 3. Переработка пластмасс в высокоэластическом
- •§ 4. Производство деталей из жидких полимеров
- •§ 5. Изготовление деталей из пластмасс в твердом состоянии
- •§ 7. Технологические основы конструирования деталей из пластмасс
- •Глава 2. Производство изделий из резины § 8. Общие сведения о резине
- •§ 9. Производство изделий из резины
- •Глава 3. Производство деталей из металлических порошков
- •§ 10. Общие сведения о порошковой металлургии
- •§ 11. Получение порошков
- •§ 13. Формовка заготовок
- •§ 14. Спекание и дополнительная обработка заготовок
- •§ 15. Технологические основы конструирования спеченных деталей
- •§ 1. Кристаллическое строение металлов . ,
ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫМ
ББК 30.61я73 Т38
УДК 621.7+621.9(075.8)
Авторы: Г. А. Прейс (разд. VI); Н. А. Сологуб (разд. I, II, VII); И. А. Рожнецкий (разд. III); А. И. Некоз (разд. IV); Н. А. Горпенюк (разд. V).
Рецензент
д-р
техн.
наук, проф. Евдокимов
В. Д.
(Одесский технологический
шЩНП'Ут
н'шДевой промышленности)
Библидтела г
,Реаай1Ш1АМ'^!т,у,]Т&<>по машиностроению РедащгйЭт4-^:.г?
Технология конструкционных материалов: Учебник/ Т38 Г. А. Прейс, Н. А. Сологуб, И. А. Рожнецкий и др.— 2-е изд., перераб. и доп.— К. : Выща шк., 1991.— 391 с.: ил. ISBN 5-11-003594-6
Изложены основные сведения о технологии получения и обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов. Кратко рассмотрены общие свойства металлов и металлургические процессы получения черных и цветных металлов. Описаны литейное производство, получение заготовок обработкой давлением, сварка, обработка резанием. Освещены современные методы электрофизической и электрохимической обработок металлов, вопросы автоматизации процессов механической обработки.
Во втором издании (1-е изд.— 1984 г.) внесены дополнения в раздел «Обработка металлов давлением», более широко представлены станки с числовым программным управлением.
2704000000—198
М211(04)—91 113
91
ББК 30.61я73
© Издательское объединение «Выща школа», 1984
iSBN
5-11-003594-6
Раздел I. Строение и свойства металлов и сплавов
Глава 1.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ МЕТАЛЛОВ
И СПЛАВОВ
§ 1. Кристаллическое строение металлов
Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, их атомы располагаются в пространстве с определенной закономерностью, образуя кристаллическую решетку.
Кристаллические решетки металлов. Наиболее характерными для металлов являются три типа решеток (рис. 1.1): объемно центрированная кубическая (о.ц.к.), гранецентрированная кубическая (г.ц.к.) и гексагональная плотноупакованная (гльу.). В. системе
о.ц.к. кристаллизуются, например, Сг, Mo, W, V; в системе г.ц.к.— Ni, А1, Си, РЬ; в системе г.п.у.— Be, Cd, Zn, Mg и др.-
Полиморфизм металлов. У некоторых металлов при нагреве происходят изменения в строении кристаллической решетки. Существование одного и того же металла в различных кристаллических формах (модификациях) называется полиморфизмом, а переход из одной модификации в другую — полиморфным превращением.
Отдельные модификации металлов обозначают буквами греческого алфавита: а, Р, у, 6 и т. д. Например, железо при комнатной температуре обладает о.ц.к. решеткой; эту модификацию называют a-железом. При нагреве до 768 °С a-железо теряет магнитные свойства, кристаллическая решетка при этом не меняется. При 911а0С
о.ц.к. решетка в железе превращается в г.ц.к.; железо с такой решеткой называют v-железом. При 1392 °С у-железо превращается в 6-железо с о.ц.к. решеткой, существующее до температуры плавления 1539 °С.
При полиморфных превращениях наряду с изменением строения кристаллической решетки в значительной степени изменяются и свойства металлов (объем, пластичность, твердость и т. п.). Поэтому наличие полиморфных превращений во многом определяет поведение и свойства металла при механической и термической обработке, легировании, при работе в условиях низких и высоких температур.
Анизотропия металлов. Как видно из рис. 1.1, в различных плоскостях кристаллической решетки число атомов и расстояния между ними неодинаковы. В связи с этим свойства отдельных кристаллов (монокристаллов) в различных направлениях оказываются неодинаковыми. Такое явление называется анизотропией.
о
б
Рис.
1.2. Дефекты кристаллического строения
преимущественной кристаллографической ориентировке отдельных зерен (при прокатке, ковке), поликристаллические металлы также становятся анизотропными. Так, например, прочность образцов, вырезанных из листа вдоль направления прокатки, больше прочности образцов, вырезанных поперек прокатки.
Дефекты кристаллического строения. Описанное выше кристаллическое строение металлов, когда в каждом узле решетки находится атом, является идеальным. В действительности в решетке имеется много дефектов: точечных, линейных, поверхностных.
К точечным дефектам относятся вакансии — свободные узлы 1 (рис. 1.2) в кристаллической решетке, смещенные атомы 2, атомы примесей 3.
Основные виды линейных дефектов — дислокации. На рис. 1.2 показана так называемая краевая дислокация 4, представляющая собой край «лишней» кристаллографической полуплоскости. При другом характере смещения атомов может образоваться более сложная дислокация — винтовая.
Поверхностные дефекты обычно образуются по границам зерен, на свободных поверхностях.
Дислокации играют большую роль в пластической деформации металлов, облегчая или затрудняя ее, т. е. способствуют разупрочнению или упрочнению металла. Точечные дефекты проявляются больше в диффузионных процессах, связанных с перемещением атомов.