- •Лекция № 1
- •План лекции:
- •История материаловедения.
- •Предмет материаловедения.
- •Тенденции и перспективы развития материаловедения.
- •Структура материалов.
- •Атом. Молекула. Химическая связь.
- •Фазовое состояние вещества.
- •Лекция № 2
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Металлы.
- •Особенности атомно-кристаллического строения.
- •Понятие об изотропии и анизотропии.
- •Дефекты кристаллического строения.
- •Точеные дефекты.
- •Линейные дефекты.
- •Поверхностные дефекты.
- •Лекция № 3
- •План лекции:
- •6. Вывод.
- •Кристаллизация металлов и сплавов.
- •Механизм и закономерности кристаллизации металлов.
- •Условия получения мелкозернистой структуры.
- •Строение металлического слитка.
- •Аллотропия или полиморфные превращения.
- •Кривая охлаждения железа.
- •Лекция № 4
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Основные свойства металлов.
- •Механические свойства металлов.
- •Деформация и разрушение.
- •Деформация
- •Растяжение.
- •Сжатие.
- •Лекция № 5
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Физические свойства.
- •Плотность и температура плавления некоторых металлов.
- •Химические свойства.
- •Стандартные электродные потенциалы металлов.
- •Технологические свойства.
- •1. Литейные свойства.
- •2. Способность материала к обработке давлением.
- •3. Свариваемость.
- •4. Способность к обработке резанием.
- •Эксплуатационные свойства.
- •Лекция № 6
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Химические методы.
- •Механические методы.
- •Оптические и физические методы.
- •Лекция № 7
- •План лекции:
- •6. Вывод.
- •Понятие о сплавах и методах их получения.
- •Основные понятия в теории сплавов.
- •Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений.
- •Классификация сплавов твердых растворов.
- •Кристаллизация сплавов.
- •7. Вывод.
- •Структуры железоуглеродистых сплавов.
- •Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов.
- •Диаграмма состояния.
- •Диаграмма состояния «Fe – Fe3c».
- •Анализ диаграммы состояния «Fe – Fe3c».
- •Структуры железоуглеродистых сплавов.
- •Лекция № 9
- •Маркировка по госТу.
- •План лекции:
- •12. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация чугунов.
- •Диаграмма состояния железо – графит.
- •Процесс графитизации.
- •Влияние состава чугуна на процесс графитизации.
- •Влияние графита на механические свойства отливок.
- •Серый чугун.
- •Строение, свойства, классификация серых чугунов.
- •Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
- •Ковкий чугун.
- •Отбеленные и другие чугуны.
- •Маркировка чугуна по госТу.
- •Условное обозначение марок чугуна
- •Сравнительные показатели механических свойств ковкого чугуна и других машиностроительных материалов
- •Марки антифрикционного чугуна в зависимости от формы включения графита
- •Механические свойства отливок из серого чугуна (по гост 1412—54)
- •Механические свойства отливок из высокопрочного чугуна(по гост 7293—54)
- •Механические свойства отливок из ковкого чугуна (по гост 1215—59)
- •Механические свойства отливок из жаростойкого чугуна (по гост 7769—55)
- •Лекция № 10
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация и маркировка сталей. А. Классификация сталей
- •Б. Маркировка сталей
- •Углеродистые стали обыкновенного качества (гост 380).
- •Качественные углеродистые стали
- •Качественные и высококачественные легированные стали
- •Легированные конструкционные стали
- •Легированные инструментальные стали
- •Быстрорежущие инструментальные стали
- •Шарикоподшипниковые стали
- •Лекция № 11
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Влияние углерода и примесей на свойства сталей.
- •А. Влияние углерода.
- •Б. Влияние примесей.
- •Углеродистые стали.
- •А. Углеродистые стали обыкновенного качества.
- •Б. Углеродистые качественные конструкционные стали.
- •Лекция № 12
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Применение инструментальной углеродистой стали.
- •Лекция № 13
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Специальные примеси.
- •Влияние легирующих элементов на превращения в стали. А. Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит.
- •Б. Влияние легирующих элементов на превращение переохлажденного аустенита.
- •В. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение
- •Г. Влияние легирующих элементов на преврашения при отпуске.
- •Классификация легированных сталей.
- •Лекция № 14
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация конструкционных сталей.
- •А. Цементуемые стали.
- •Б. Улучшаемые стали.
- •В. Высокопрочные стали.
- •Г. Автоматные стали.
- •Д. Подшипниковые стали.
- •Маркировка конструкционных сталей.
- •Лекция № 15
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация инструментальных сталей.
- •А. Углеродистые инструментальные стали.
- •Б. Легированные инструментальные стали.
- •В. Быстрорежущие стали.
- •Маркировка инструментальных сталей.
- •Применение инструментальной легированной стали.
- •Лекция № 16
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Стали и сплавы с особыми химическими свойствами. А. Коррозионно-стойкие стали и сплавы.
- •Б. Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы.
- •В. Жаропрочные стали и сплавы.
- •Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
- •А. Стали и сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения.
- •Б. Стали и сплавы с высоким электросопротивлением.
- •Б. Магнитные стали и ставы.
- •Лекция № 17
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Быстрорежущие стали.
- •Маркировка быстрорежущих сталей.
- •Применение.
- •Лекция № 18
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Твердые сплавы.
- •А. Сплавы группы вк.
- •Б. Сплавы группы тк.
- •В. Сплавы группы ттк.
- •Лекция № 19
- •План лекции:
- •9. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Превращения, протекающие, в структуре стали при нагреве и охлаждении.
- •Механизм основных превращений. А. Превращение перлита в аустенит.
- •Б. Рост зерна аустенита.
- •Закономерности превращения.
- •Промежуточное превращение.
- •Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения.
- •Превращение мартенсита в перлит.
- •Виды термической обработки металлов.
- •Лекция № 20
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска.
- •Отжиг и нормализация. Назначение и режимы.
- •А) Отжиг первого рода.
- •Б) Отжиг второго рода.
- •Закалка. Способы закалки.
- •Охлаждение при закалке.
- •Способы закалки.
- •1. Закалка в одном охладителе (v1).
- •2. Закалка в двух сферах или прерывистая (v2).
- •3. Ступенчатая закалка (v3).
- •4. Изотермическая закалка (v4).
- •5. Закалка с самоотпуском.
- •Отпуск. Отпускная хрупкость.
- •Отпускная хрупкость
- •Лекция № 21
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования, нитроцементации и диффузионной металлизации. А. Цементация
- •Б. Цементация в твердом карбюризаторе.
- •В. Газовая цементация.
- •Г. Структура цементованного слоя.
- •Д. Термическая обработка после цементации.
- •Е. Азотирование
- •Ж. Цианирование и нитроцементация
- •З. Диффузионная металлизвция
- •Лекция № 22
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Некоторые сведения об истории медных сплавов.
- •Сплавы на основе меди.
- •А. Латунь
- •А. Бронза
- •Маркировка сплавов на основе меди.
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
Лекция № 1
Тема: Введение. Структура и свойства материалов.
Цель: рассмотреть значение и содержание предмета, связь его с другими дисциплинами; новейшие достижения и перспективы развития в области материаловедения; изучить структуру и свойства материалов.
Основные понятия:
Материалы
Материаловедение
Структура
Молекула
Атом
Химическая связь
Ионная связь
Металлическая связь
Система
Фаза
План лекции:
1. История материаловедения.
2. Предмет материаловедение.
3. Тенденции и перспективы развития материаловедения.
4. Структура материалов.
А. Атом. Молекула. Химическая связь.
Б. Фазовое состояние вещества
5. Вывод.
История материаловедения.
Долгое время в технической практике люди использовали готовые природные материалы, совершенствовали их, создавали новые технологии производства и обработки. Вся история существования человечества связана с освоением материалов: каменный век сменился медно – каменным, а затем бронзовым и железным веками.
Изготовив первые орудия труда из камня и кости, человек стал обрабатывать древесину, шкуры, освоил обжиг глины. Следующим этапом освоения материалов стало плавление и литье меди, затем открытие оловянной бронзы и освоение железа. Совершенствовалась технология переплавки металлических руд, прокаливанием и ковкой полуфабрикатов стали получать кузнечное дело.
Новую эпоху в развитии материалов открыло использование энергии падающей воды для привода машин. Появилась возможность нагревать металл до температур, превышающих температуру плавления железа, перерабатывать расплав в ковкое железо, очищать металлы от примесей. Эти достижения в области производства материалов определяли уровень технического развития на протяжении многих веков.
Превращение ручных мануфактур в фабричную систему использования машин привело к изменению уровня техники и технологии материалов. Расплавленный чугун был впервые превращен в саль. Были изобретены три процесса производства стали, названных по имени их создателей, - бессемеровский, мартеновский, томасовский.
Рост промышленности требовал больших объемов материалов. В связи с этим возникла необходимость научных обобщений и рекомендаций. Начиная с XIX в. Материаловедение стало прикладной наукой. Научные исследования и открытия в области химии и металловедения способствовали развитию металлургического производства, созданию новых сплавов и методов их обработки.
Благодаря фундаментальным исследованиям в области металловедения быстро растет число сплавов, обладающих специфическими свойствами: противокоррозионными, жаростойкими и жаропрочными, особыми магнитными, «памятью» механической формы и т. д.; создаются новые типы материалов: сверх проводники, полупроводники и др.
Одним из направлений материаловедения стало получение композиционных материалов путем сочетания разнородных компонентов. Развитие технологий обработки и модификации материалов позволило применить традиционные материалы в жестких условиях эксплуатации современной технике.