- •5В074600 Космическая техника и технологии
- •4. Пререквизиты и постреквизиты учебной дисциплины:
- •5. Характеристика учебной дисциплины
- •5.3 План изучения учебной дисциплины
- •6. Учебно-методические материалы по дисциплине «материаловедение и технология конструкциолнных материалов»
- •6.1. Основная литература
- •6.2. Дополнительная литература
- •6.3. Пособия и методические материалы
- •7. Контроль и оценка результатов обучения.
- •4. Глоссарий
- •Сталь- Сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2,14%.
- •Полиамиды- Искусственный материал, группа пластмасс с известными торговыми названиями капрон, нейлон, и др.
- •Полиэтилентерефталат- Искусственный материал, сложный полиэфир, в России выпускается под названием лавсан, за рубежом - майлар, терилен.
- •5. Курс лекций по дисциплине «материаловедение и технология конструкционных материалов в ркт»
- •Лекция 1 введение
- •1. Предмет и содержание курса «материаловедение и ткм в ркт».
- •2. Исторический обзор применения материалов
- •3. Классификация материалов
- •4. Вклад отечественных учёных в развитие материаловедения
- •1. Строение и свойства металлов
- •1.1. Химические, физические, механические и технологические свойства металлов
- •Лекция 2
- •1.2. Аморфные и кристаллические тела. Элементы кристаллографии
- •1.3. Полиморфные и магнитные превращения
- •1.4. Кристаллизация металлов
- •1.5. Дефекты кристаллических решёток
- •Лекция 3
- •2. Теория сплавов. Диаграммы состояния сплавов
- •2.1. Сплав. Система. Компонент. Фаза
- •2.2. Виды взаимодействия компонентов при кристаллизации сплавов
- •2.2.1. Образование твердого раствора
- •2.2.2. Образование химического соединения
- •2.2.3. Образование механической смеси компонент
- •2.3. Диаграмма состояния. Правило фаз
- •Лекция 4
- •2.4. Диаграммы состояния двухкомпонентных (двойных) систем
- •2.4.1. Дс системы с образованием механической смеси компонентов (I тип)
- •2.4.2. Дс системы с образованием неограниченных твёрдых растворов (II тип)
- •2.4.3. Дс системы с образованием ограниченных твёрдых растворов (III тип)
- •2.4.4. Дс системы с образованием химического соединения (IV тип)
- •2.5. Взаимосвязь диаграмм состояния и свойств сплавов
- •2.6. Диаграмма состояния системы железо – цементит
- •Лекция 5
- •3. Основы термической обработки и поверхностного упрочнения сплавов
- •3.1. Формирование структуры и свойств металлов при деформации
- •3.2. Классификация видов термической обработки
- •3.3.1. Превращение перлита в аустенит
- •3.3.2. Превращение аустенита в перлит. (Распад аустенита.)
- •3.3.3. Мартенситное превращение
- •3.3.4. Превращения в закалённой стали при нагреве
- •3.4. Технология термической обработки стали
- •3.4.1. Отжиг I рода
- •3.4.2. Отжиг II рода
- •3.4.3. Закалка
- •3.4.4. Отпуск
- •3.5. Поверхностная закалка стали
- •3.6. Термомеханическая обработка стали
- •3.7. Химико-термическая обработка стали
- •3.7.1. Цементация
- •3.7.2. Азотирование
- •3.7.3. Цианирование и нитроцементация стали
- •3.7.4. Диффузионная металлизация
- •4.1.2. По назначению:
- •4.1.3. По качеству:
- •4.2.2. Качественные (гост 1050-88)
- •4.3. Углеродистые инструментальные стали (гост 1435-99)
- •4.4. Легированные конструкционные стали
- •4.4.1. Автоматные стали (гост 1414-75)
- •4.4.2. Строительные низколегированные стали (гост 19282-73)
- •4.4.3. Высокопрочные стали
- •4.4.4. Рессорно-пружинные стали
- •4.4.5. Шарикоподшипниковые стали
- •4.4.6. Износостойкие стали
- •Лекция 9
- •4.5. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •4.5.1. Коррозионно-стойкие стали
- •4.5.2. Жаростойкие и жаропрочные стали
- •4.5.3 Криогенные стали
- •4.5.4. Магнитные стали и сплавы
- •4.6. Легированные инструментальные стали
- •4.6.1. Стали для режущего инструмента
- •4.6.2. Стали для измерительного инструмента
- •4.6.3. Стали для штампов холодного деформирования
- •4.6.4. Стали для штампов горячего деформирования
- •4.7. Чугуны
- •4.7.1. Белый чугун
- •4.7.2. Серый чугун (гост 1412-85)
- •4.7.3. Ковкий чугун (гост 1215-79)
- •4.7.4. Высокопрочный чугун (гост 7293-85)
- •5.1.1. Алюминий и его сплавы
- •5.1.2. Магний и его сплавы
- •5.1.3. Титан и его сплавы
- •5.2. Тяжёлые металлы и их сплавы
- •5.2.1. Медь и её сплавы
- •5.2.2. Никель и его сплавы
- •Лекция 11
- •6. Коррозия металлов
- •6.1. Классификация и виды коррозии
- •6.2. Методы борьбы с коррозией
- •6.2.1. Создание коррозионностойких сплавов
- •6.2.2. Химическая защита
- •6.2.3. Электрохимическая защита
- •6.3. Коррозионностойкие материалы
- •7. Порошковые материалы
- •7.1. Твёрдые сплавы
- •7.2. Антифрикционные и фрикционные материалы
- •7.3. Фильтры и «потеющие» материалы
- •8.2. Композиционные материалы с металлической матрицей (мкм)
- •8.3. Композиционные материалы с неметаллической матрицей (нкм)
- •9. Основы металлургического производства
- •9.1 Сырьё и вспомогательные материалы
- •Лекция 13
- •9.2. Производство чугуна
- •9.2.1. Исходные материалы и их подготовка к плавке
- •9.2.2. Основы доменного процесса
- •9.2.3. Совершенствование доменного производства
- •9.3. Производство стали
- •9.3.1. Физико-химические процессы получения стали
- •9.3.2. Разливка стали
- •9.3.3. Строение стального слитка
- •9.4. Бездоменная технология получения стали
- •10. Основы технологии обработки металлов давлением, литейного производства и сварки
- •10.1. Характеристика основных способов омд
- •10.1.1. Прокатка металлов
- •10.1.2. Прессование и волочение
- •10.1.3. Ковка и штамповка
- •10.1.4. Новые направления обработки металлов давлением
- •Лекция 14
- •10.2. Литейное производство
- •10.2.1. Модельный комплект
- •10.2.2. Формовочные и стержневые материалы
- •10.2.3. Литниковая система
- •10.3. Сварка металлов
- •10.3.1. Способы сварки
- •10.3.2. Виды сварных соединений
- •11. Автомобильные топлива, смазочные материалы и технические жидкости
- •11.1. Бензины
- •11.2. Дизельное топливо
- •11.3. Топливо для двигателей газобаллонных автомобилей
- •11.4. Масла для двигателей и агрегатов трансмиссии
- •11.5. Пластичные смазки
- •11.6. Технические жидкости
- •11.6.1. Жидкости для системы охлаждения двигателя
- •11.6.2. Тормозные жидкости
- •11.6.3.Амортизаторные жидкости
- •12. Неметаллические материалы, используемые в автомобилестроении
- •6.1. Строение и свойства древесины
- •6.1.1. Строение дерева
- •6.1.2. Физические свойства древесины
- •6.1.3. Механические свойства древесины
- •6.1.4. Технологические свойства древесины
- •6.1.5. Пороки древесины
- •6.2. Древесные материалы
- •Лекция 15
- •6.3. Полимеры и материалы на их основе
- •6.3.1. Классификация полимеров и свойства полимеров
- •6.3.2. Пластические массы
- •6.4. Неорганические стёкла, ситаллы, керамические материалы
- •6.4.1. Неорганическое стекло
- •6.4.2. Ситаллы (стеклокристаллические материалы)
- •6.4.3. Керамические материалы
- •План лабораторной работа
- •Самостоятельная работа студента
- •Контрольные задания для текущего, рубежного и итогового контроля по вариантам.
- •Методические указания к курсовой работе
- •10. Перечень программного и мультимедийного сопровождения учебных занятий (в зависимости от содержания дисциплины)
- •Лист внесения изменения и дополнения
3.7.1. Цементация
Это насыщение поверхностного слоя стали углеродом.
Различают цементацию твёрдыми углеродсодержащими смесями (карбюризаторами) и газовую.
Цементацию твёрдым карбюризатором проводят при 900-950˚С в металлическом ящике, наполненном карбюризатором (древесным углем с добавлением BaCO3, Na2CO3, K2CO3). Ящик закрывают крышкой и обмазывают глиной для герметизации. Время процесса 8-14 часов.
ВаСО3 = ВаО + СО2
СО2 + С → 2СО → С + СО2
уголь атомарный
углерод
Газовая цементация осуществляется в закрытых камерных печах, заполненных газовой смесью (СО, СН4, С3Н8 и др.), при 930-950˚С в течение 6-12 часов. Процесс идёт быстрее. Механизм такой же:
2СО → СО2 + С (атомарный)
СН4 → 4Н + С (атомарный)
Цементированные изделия приобретают окончательные свойства после ТО: закалки и низкого отпуска.
Цементируют истирающиеся детали машин, от которых ещё требуется высокий предел выносливости при изгибе и кручении: зубчатые колёса, распределительные валы двигателей внутреннего сгорания.
3.7.2. Азотирование
Это процесс насыщения поверхности изделия азотом.
NH3 N + 3H
(атомарный)
Наибольший эффект получают при образовании на поверхности специальных термически стойких и твёрдых карбонитридов Fe(CN) и нитридов MoN, CrN, AlN, позволяющих одновременно повысить коррозионную стойкость, твёрдость и износостойкость стали при комнатной и повышенных температурах.
3.7.3. Цианирование и нитроцементация стали
Процесс одновременного диффузионного насыщения поверхности стали углеродом и азотом в расплаве солей цианистоводородной кислоты (NaCN, KCN) называется цианированием, а в газовой среде (СО, СН4, NH3) – нитроцементацией.
В результате обработки увеличиваются твёрдость и износостойкость поверхности изделия при сохранении вязкой сердцевины. Обычно нитроцементации подвергают детали сложной конфигурации, склонные к короблению.
3.7.4. Диффузионная металлизация
Процесс поверхностного насыщения стали различными металлами называют диффузионной металлизацией, а если насыщают и неметаллическими элементами, то поверхностным легированием.
В зависимости от насыщающего элемента различают хромирование (Cr), алитирование (Al), силицирование (Si), борирование (В) и др. Применяют также комплексное насыщение несколькими элементами сразу (например, бороалитирование).
Лекция 7
4. СТАЛИ И ЧУГУНЫ
4.1. ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ
Все виды сталей можно классифицировать по следующим признакам.
4.1.1. По химическому составу:
а) Углеродистые стали.
Углеродистыми сталями называются сплавы на. основе железа, содержащие менее 2,14% С и некоторое количество постоянных примесей (Si, Mn, S, P).
По содержанию углерода углеродистые стали подразделяют на низкоуглеродистые ( менее 0,З% С ), среднеуглеродистые ( 0,3 - 0,7% С), высокоуглеродистые ( более 0,7% С ).
б) Легированные стали.
Легированными сталями называются сплавы на основе железа, содержащие, кроме углерода, специально вводимые химические элементы ( Сr, Ni, Тi, W, Si, Mn и др ).
По суммарному содержанию легирующих элементов легированные стали подразделяют на низколегированные ( менее 5%), среднелегированные (5-10%), высоколегированные ( более 10% ).