МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В СХЕМАХ-КОНСПЕКТАХ

Учебное пособие

Под ред. И.Ю. Ульяниной

МОСКВА 1999

УДК 620.22 М 34

Материаловедение в схемах-конспектах: Учебное пособие/По д ред. И.Ю. Ульяниной.-М.: МГИУ, 1999. – 103 с.

Данное учебное пособие составлено с целью облегчить студентам изучение курса "Материаловедение" при сокращенном количестве аудиторных часов. Курс представлен в виде логических схем, где материал расположен в порядке увеличения сложности вопросов и изучаемых тем . Предполагается, что данное учебное пособие будет являться дополнительным материалом к лекционному курсу по данной дис циплине.

Предназначено для студентов инженерных специальностей дневного и вечерне­го отделений.

Авторы: к.т.н., доц. И.Ю. Ульянина к.т.н., доц. И.А. Курбатова к.т.н., доц. О.А. Парфеновская

Рецензент: профессор, д.т.н. Н.В.Абраимов

Рецензия утверждена на заседании кафедры "Материаловедения и техно­логии" ВВИА им. Н.Е. Жуковского (протокол № 126 от 04.02.1999 г.).

Утверждено на заседании

кафедры "Материаловедение"

Протокол № 2 (96)

от 29.12.98

Редактор СВ. Мухин

ЛР № 020407 от 12.02.97 Подписано в печать 12.10.99. Сдано в производство 20.10.99.

Формат бумаги 60 х 90/16 Бум. множит.

Усл. печ. л. 6,5 Уч.-изд. л. 7,0 Тем. план 1999 г., № 1-18

Тираж 300 Заказ

РИЦ МГИУ, 109280, Москва, Автозаводская, 16 ISBN 5-276-00010-7 © МГИУ, 1999.

© И.Ю. Ульянина, И.А. Курбатова, О.А. Парфеновская, 1999.

2

ВВЕДЕНИЕ

4

1. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ 6

2. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ И СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЛИТКА 12

3. ФАЗЫ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ 16

4. ДИАГРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ (ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ) 20

5. ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ 26

6. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ 1

7. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННОГО МЕТАЛЛА 37

8. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД 40 (МЕТАСТАБИЛЬНАЯ ДИАГРАММА) 40

9. ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СПЛАВАХ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД 49

10. СТАБИЛЬНАЯ ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД (ГРАФИТ) 54

11. ЧУГУНЫ 55

12. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД (ТЕОРИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ) 59

13. ПРЕВРАЩЕНИЕ ФЕРРИТО-ЦЕМЕНТИТНОЙ (ПЕРЛИТА) СТРУКТУРЫ В АУСТЕНИТ ПРИ НАГРЕВЕ (АУСТЕНИЗАЦИЯ). 59

14. ПРЕВРАЩЕНИЕ ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА (ДИАГРАММА ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО РАСПАДА ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА) 61 ПЕРЛИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ 63 МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ 64 ПРОМЕЖУТОЧНОЕ (БЕЙНИТНОЕ) ПРЕВРАЩЕНИЕ 66 ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРИ ОТ ПУСКЕ 69

15. ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ОХЛАЖДЕНИИ 1

16. ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 75

СОБСТВЕННО ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (ТО) 76

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (ТМО) 88

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (ХТО) 93

15. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 103

3

Введение

Для инженеров-машиностроителей большое значение имеет технологиче­ская подготовка, т.е. умение решать инженерные задачи в комплексе, включая вопросы выбора материала и технологии их обработки для конкретных изде­лий. Курс "Материаловедение" наряду с курсом "ТПМП" (Технологические процессы машиностроительного производства) является базовым для техноло­гической подготовки студента.

Данное учебное пособие составлено в виде логических схем (конспектов), которые не тол ьк о ориентируют студента в структуре изучаемого материала, но и дают наглядное представление о его содержании. Контрольные вопросы и за­дачи, приведенные в конце каждой тем ы, позволяют студенту проводить само­стоятельный контроль усвоения материала.

4

П РЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ

Материаловедение – наука о металлах, сплавах и неметал­лических материалах

Материаловедение изучает

_~ZL

- строение (структура) и свойст­ва материалов, связь между со­ставом, строением, свойствами.

_A

состав

свойств а

строение

- закономерности изменения струк­ туры материалов под воздействием внешних факторов;

• тепловое (термообработка);

• механическое (деформация);

• электромеханическое;

• химическое;

• радиационное;

• химико-термическое;

• термомеханическое.

Методы исследования материалов

_I

₁

М еталлографические методы – применяются для изучения особенно­стей структуры метал­лов и сплавов: микроанализ – изучение объектов структуры под микроскопом при уве­личении до 1000 раз; макроанализ – изучение структуры невооружен­ным глазом.

Фрактография – изуче­ние изломов.

Методы структур­ного анализа при­меняются для ис­следования атомно-кристаллического строения и его де­фектов:

- рентгенострук- турный анализ;

- электронно-графи­ ческий анализ.

Определение меха­нических свойств:

• испытания на рас­тяжение;

• определение удар­ной вязкости;

• испытания на вы­нос ливос ть;

• испытания на пол­зучесть и длитель­ную прочность.

Специальные виды ис пытаний:

• физические методы исследования;

• испытания на коррозионную стойкость;

5