Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«Ижевский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
(ФГОУ СПО «ИГПК»)
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Курс лекций
дисциплины «Материаловедение»
для специальностей
190604 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
151001 «Технология машиностроения»
Ижевск
2010
Б
БК 30.3
я 723
П 54
Рассмотрено на заседании Цикловой комиссии Протокол № . от 2010 г. Председатель ЦК ____________ |
Одобрено и рекомендовано к изданию методическим советом Протокол № . от ___________________ 2010 г. Председатель _________________
|
Автор:
Полянина Валентина Борисовна – преподаватель ФГОУ СПО «Ижевский государственный политехнический колледж»
В лекциях по дисциплине «Материаловедение» отражены основные вопросы по разделу «Материалы, применяемые в машиностроении и автомобилестроении», изучаемые при подготовке специалистов по специальностям «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», «Технология машиностроение».
Представленные материалы позволяют самостоятельно проработать ту или иную тему и принять правильное решение при выполнении практических заданий и курсовых работ.
П 54 Полянина В.Б. Материаловедение: Курс лекций. – Ижевск: редакционно-издательский отдел ФГОУ СПО «ИГПК», 2010. – 36 с.
ББК 30.3 я 723
© Полянина В.Б., 2010
© Редакционно-издательский отдел ФГОУ СПО «ИГПК», 2010
Содержание
1. Чугуны 4
2. Стали 5
Вопросы для самоконтроля 18
3. Тугоплавкие металлы и их сплавы 18
4. Титан и сплавы на его основе 18
5. Алюминий и сплавы на его основе 19
6. Магний и сплавы на его основе 22
7. Медь и сплавы на ее основе 22
8. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы 25
9. Композиционные материалы с металлической матрицей 26
10. Конструкционные порошковые материалы 26
11. Общие сведения о неметаллических материалах 26
12. Пластические массы 27
13. Композиционные материалы с неметаллической матрицей 29
14. Резиновые материалы 30
15. Клеящиеся материалы и герметики 31
16. Неорганические материалы 32
17. Керамические материалы 32
Вопросы для самоконтроля 33
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 34
1. Чугуны
Чугуном называется сплав железа с углеродом, в котором углерод содержится от 2,14% до 6,67%. Чугуны классифицируются по состоянию углерода в сплаве (минероструктуре) на следующие виды: белый чугун, серый чугун, высокопрочный чугун, ковкий чугун.
Белый чугун
В этом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Белые чугуны очень твердые и хрупкие, плохо обрабатывается режущим инструментом, идут на переплавку в сталь и называются передельными чугунами. Часть белого чугуна идет на получение ковкого чугуна.
Серый чугун
В серых чугунах весь углерод находится в металлической матрице в свободном состоянии – в виде графита. Форма графита – пластинчатая. Серые чугуны обладают наименьшей прочностью. Чем крупнее пластинки графита, тем меньше прочность чугуна. Серый чугун поступает в производство в виде отливок. Серый чугун обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается резанием, сопротивляется износу, имеет высокие деформирующие свойства – гашение вибрации. Серые чугуны обозначают буквами «С» - серый и «Ч» - чугун. Число после буквенного обозначения показывает среднее значение предела прочности (КГС/мм2) при растяжении. Например, СЧ 20 – серый чугун предел прочности при растяжении 200 МПа.
Выпускают следующие марки чугунов: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18, СЧ 20, СЧ 21, СЧ 24, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35. Механические свойства чугуна обусловлены строением его основы, а также числом, формой и характером, расположением включений графита. Наиболее высокой прочностью обладает перлитный чугун, содержащий графит в виде мелких, равномерно рассеянных пластинок.
Серый чугун применят для изготовления станин различного оборудования из серого чугуна, изготавливают блоки цилиндров двигателей, головки цилиндра, гильзы блоков цилиндров, картеры сцеплений, коробок передач, маховики, тормозные цилиндры, барабаны и др.
Высокопрочные чугуны
Он является разновидностью серого чугуна, модифицированного магнием, одновременно с ним в жидкий чугун входят ферросилиций. В результате получают мелкие включения графита шаровидной формы.
Высокопрочный чугун обладает повышенной прочностью по сравнению с обычным серым чугуном. Маркируют чугуны буквами ВЧ – высокопрочный чугун, после буквы первые две цифры указывают предел прочности при растяжении, вторая – относительное удлинение (1%).
Например: ВЧ 60-2 высокопрочный чугун.
60 – предел прочности (600 МПа)
2 – относительное удлинение марки высокопрочных (2%)
Марки высокопрочных чугунов: ВЧ 38 – 17; ВЧ 35 – 22; ВЧ 40 – 15; ВЧ 45 – 10; ВЧ 70 – 2; ВЧ 100∙2.
Высокопрочные чугуны легируют хромом, алюминием с целью получения особых свойств: жаростойкости, антифрикционности, коррозионностойкости, и т.д. Высокопрочный чугун используют для изготовления ответственных деталей в автомобилестроении: коленчатые валы, зубчатые колеса и др.
Ковкий чугун
Ковкий чугун – условное название более пластичного чугуна, по сравнению с серым. Ковкий чугун никогда не куют. Отливки из ковкого чугуна получают длительным отжигом отливок из белого чугуна с перлитно-цементитной структурой. При отжиге цементит белого чугуна распадается с образованием граффита хлопьевидной формы. Ковкий чугун маркируют буквами КЧ – ковкий чугун и цифрами. Первые цифры обозначают предел прочности при растяжении, вторые – относительное удлиненение (%).
Марки чугунов: КЧ 30 – 6; КЧ 33 – 8; КЧ 35 – 10; КЧ 45 – 6; КЧ 50 – 4.
Из ковкого чугуна изготавливают детали высокой прочности способные воспринимать повторно переменные или ударные нагрузки и работающие в условиях повышенного износа. Из ковкого чугуна, изготавливают автомобильные детали: картеры редукторов, коробки передач, кронштейны рессор, коробки сателлитов и др.