- •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 № 13
Тема: Легированные стали. Классификация легированных сталей.
Цель: рассмотреть легированные стали и их классификацию.
Основные понятия:
Легирующие элементы
Специальные примеси
План лекции:
1. Общие сведения.
2. Специальные примеси.
3. 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 превращения при отпуске.
4. Классификация легированных сталей.
5. Вывод.
Инструментальная сталь должна обладать высокой твердостью, износостойкостью, достаточной прочностью и вязкостью (для инструментов ударного действия).
Общие сведения.
Легированные стали применяются очень широко. Их использование обусловлено, как правило, теми свойствами, которые им придают специально добавленные легирующие элементы.
В углеродистой стали, кроме углерода, содержатся и другие элементы, например марганец, кремний и др. Но эти элементы содержатся в виде примеси и не вводятся в углеродистую сталь преднамеренно. Если же в процессе выплавки углеродистой стали преднамеренно добавить в нее другие элементы, то при этом изменяется не только химический состав, но и свойства стали.
Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами, а стали – легированными.
Легирующие элементы – химические элементы, специально вводимые в сталь для получения заданных свойств. Улучшают механические, физические и химические свойства основного материала.
Содержание легирующих элементов может изменяться в очень широких пределах: хром или никель – 1% и более процентов; ванадий, молибден, титан, ниобий – 0,1… 0,5%; также кремний и марганец – более 1 %. При содержании легирующих элементов до 0,1 % – микролегирование.
Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.
Достоинства легированных сталей:
особенности обнаруживаются в термически обработанном состоянии, поэтому изготовляются детали, подвергаемые термической обработке;
улучшенные легированные стали обнаруживают более высокие показатели сопротивления пластическим деформациям ( );
легирующие элементы стабилизируют аустенит, поэтому прокаливаемость легированных сталей выше;
возможно использование более «мягких» охладителей (снижается брак по закалочным трещинам и короблению), так как тормозится распад аустенита;
повышаются запас вязкости и сопротивление хладоломкости, что приводит к повышению надежности деталей машин.
Недостатки:
подвержены обратимой отпускной хрупкости II рода;
в высоколегированных сталях после закалки остается аустенит остаточный, который снижает твердость и сопротивляемость усталости, поэтому требуется дополнительная обработка;
склонны к дендритной ликвации, так как скорость диффузии легирующих элементов в железе мала. Дендриты обедняются, а границы – междендритный материал – обогащаются легирующим элементом. Образуется строчечная структура после ковки и прокатки, неоднородность свойств вдоль и поперек деформирования, поэтому необходим диффузионный отжиг.
склонны к образованию флокенов.