1399

УДК 621.7(075)

Рецензент: доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I»

Д.Н. Афоничев

Аксенов, А.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства/ А.А. Аксенов ; М-во науки и высшего образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2019. – 26 с.

©Аксенов А.А., 2019

©ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет», 2019

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………………. 4 1 Материаловедение …………………………………………………... 5

1.1Строение и свойств металлов ……………………………….. 5

1.2Теория сплавов ……………………………………………….. 6

1.3Железоуглеродистые сплавы ………………………………... 7

1.4Методы упрочнения металлов ………………………………. 10

2.3Сварочное производство …………………………………….. 18

2.4Обработка металлов давлением …………………………….. 19

2.5Обработка металлов резанием ………………………………. 20

2.6Металлорежущие станки ……………………………………. 22

Библиографический список ………………………………………………….. 25

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебным планом по программе специалитета 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства специализация «Автомобильный транспорт в транспортных технологиях предусмотрена самостоятельная работа студентов по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».

Изучение дисциплины должно дать студентам знания об основных материалах, применяемых в машиностроении, их свойствах и методах упрочнения, технологических процессах формообразования заготовок и производства материалов, а также о технологических операциях, которые наиболее широко применяются в технике для изготовления заготовок и деталей.

Традиционно дисциплина подразделяет на два больших раздела:

1.«Материаловедение» – дисциплина, изучающая строение и свойства материалов. В соответствии с учебным планом данный раздел изучается студентами в 4-м семестре, контролем в котором является зачет;

2.«Технология конструкционных материалов» – дисциплина, изучающая технологические процессы производства металлов и металлических сплавов, а

также технологические процессы изготовления из них изделий. Данный раздел изучается в 5-м семестре, где в виде промежуточной аттестации предусмотрена сдача экзамена.

4

1МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

1.1СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Темы для самостоятельного изучения

1 Металлы и их свойства;

2Атомно-кристаллическая структура металлов;

3Дефекты кристаллического строения металлов;

4Методы изучения строения металлов;

5Механизм процесса кристаллизации;

6Полиморфные превращения в металлах;

7Магнитные превращения в металлах;

8Механические свойства металлов при стандартных статических и динамических испытаниях.

Вопросы для контроля

1 Кто сформулировал первое определение, что такое металл? 2 Сколько металлов в современной периодической системе?

3 Как называются вещества, электронная проводимость которых непрерывно уменьшается с повышением температуры?

4 Какие конструкционные материалы используются широко в народном хозяйстве?

5 Что характеризует кристаллическое строение металлов?

6 Что называется кристаллической решеткой ОЦК?

7 Что называется кристаллической решеткой ГЦК?

8 Что называется кристаллической решеткой ГПУ?

9 Что называется кристаллической решеткой ТПУ?

10 Как называется число ближайших равноудаленных соседей у каждого атома?

11 Как называется число атомов, принадлежащих одной элементарной ячейки?

5

12 Как называется доля объема элементарной ячейки, занимаемая

атомами?

13 Как называется расстояние между ближайшими атомами?

1.2 ТЕОРИЯ СПЛАВОВ

Темы для самостоятельного изучения

1Понятия: сплав, компоненты, фазы, макро- и микроструктура.

2Фазы в металлических сплавах.

3Особенности кристаллизации сплавов.

4Методы построения диаграмм состояния сплавов экспериментальным

путем.

5Диаграммы состояния для бинарных сплавов I, II, III, и IV родов.

6Применение правила фаз и правила отрезков.

7Связь между типом диаграммы состояния, структурой и свойствами сплавов по Курнакову.

8Понятие о диаграммах состояния тройных сплавов.

Вопросы для контроля

1 Что называется фазой?

2 Что называется структурой?

3 В чем отличие макро- и микроструктуры?

4 Что такое металлический сплав?

5 Что представляют собой компоненты металлических сплавов?

6 Что такое металлический сплав?

7 В чем отличие кристаллизации чистых металлов и металлических сплавов?

8 Какие металлические сплавы кристаллизуются при постоянной температуре?

9 Дайте понятия доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сплавов?

6

10 Что представляют собой механические смеси компонентов?

11 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов I рода?

12 Что представляют собой твердые растворы замещения?

13 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов II рода?

14 Что представляют собой твердые растворы внедрения?

15 Какова растворимость компонентов в твердом состоянии бинарных сплавов III рода?

16 Что представляют собой устойчивые и неустойчивые химические соединения?

17 Что такое перетектика?

18 Какие существуют диаграммы бинарных сплавов IV рода?

19 Как определить химический состав и количественное соотношение фаз сплава при заданной температуре?

20 Каким образом можно примерно определить механические свойства бинарных сплавов в зависимости от концентрации компонентов?

21 Как определить химический состав тройного сплава?

1.3 ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

Темы для самостоятельного изучения

1Метастабильная диаграмма состояния железо-углерод.

2Компоненты, фазы и структурное составляющие сталей и чугунов, их характеристика.

3Фазовые превращения в сплавах при охлаждении и нагревании.

4Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.

5Классификация сталей.

6Маркировка сталей и их применение.

7Стабильная диаграмма состояния железо-углерод.

7

8 Влияние углерода, кремния и скорости охлаждения при кристаллизации на структуру серого чугуна.

9Белый и отбеленный чугун.

10Чугун с пластинчатым графитом.

11Чугун с вермикулярным графитом.

12Чугун с шаровидным графитом.

13Чугун антифрикционный.

14Легированный чугун.

15Маркировка чугунов и их применение в автостроении.

Вопросы для контроля

1 Какой металлический сплав называется сталью?

2 Какой металлический сплав называется чугуном?

3 Как называется сталь, состоящая из углерода и железа с примесями?

4 Как называется сталь, состоящая из углерода, специальных примесей и железа с примесями?

5 Сколько углерода содержится в низкоуглеродистой стали?

6 Сколько углерода содержится в среднеуглеродистой стали?

7 Сколько углерода содержится в высокоуглеродистой стали?

8 Что представляют собой стали обыкновенного качества?

9 Что представляют собой качественные стали?

10 Что представляют собой высококачественные стали?

11 Определите химический состав следующих углеродистых конструкционных сталей: 10, 35, 50, 25.

12 Определите химический состав следующих углеродистых инструментальных сталей: У7, У11, У12А, У9.

13 Сколько специальных примесей содержится в низколегированных сталях?

14 Сколько специальных примесей содержится в среднелегированных сталях?

8

15 Сколько специальных примесей содержится в высоколегированных сталях?

16 Определите химический состав следующих легированных конструкционных сталей: 18ХГТ, 30ХМА, 18Х2Н4МА, 38Х2МЮА.

17 Определите химический состав следующих легированных инструментальных сталей: Х5Н12М3Т, Н17К10М2В10Т, Н8К18М14,

Х14Н4К14М3Т.

18 Какое характерное отличие имеют автоматные стали?

19 Определите химический состав следующих автоматных сталей: А20,

АС40, АС20ХГНМ, АС38ХГМ.

20 Какое характерное отличие имеют быстрорежущие стали?

21 Определите химический состав следующих быстрорежущих сталей:

Р18Ф2К5, Р9М4К8, Р6М5К5, Р12Ф3.

22 Какое характерное отличие имеют подшипниковые стали?

23 Определите химический состав следующих подшипниковых сталей:

ШХ15СГ, ШХ20СГ, ШХ12, ШХ15.

24 В каком виде углерод может находится в чугунах?

25Что представляет собой белый чугун?

26Что представляет собой серый чугун?

27Что представляет собой половинчатый чугун?

28Как называется серый чугун с пластинчатым или вермикулярным графитом?

29Как называется серый чугун с хлопьевидным графитом?

30Как называется серый чугун с шаровидным (сфероидальным)

графитом?

31 Расшифруйте марочное обозначение следующих серых чугунов: СЧ10,

СЧ25, КЧ30-6, КЧ65-3, ВЧ40, ВЧ60.

32 В чем характерная особенность антифрикционных чугунов?

33 Расшифруйте марочное обозначение следующих антифрикционных чугунов: АСЧ-1, АЧК-2, АЧВ-1, АСЧ-4.

9

34 Чем отличаются легированные чугуны от легированных сталей?

35 Расшифруйте марочное обозначение следующих легированных чугунов: ЧХ2, ЧС5Ш, ЧГ6С3Ш, ЧХ28, ЧЮ22Ш, ЧХ9Н5.

1.4 МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Темы для самостоятельного изучения

1Классификация видов термической обработки.

2Основные виды термической обработки стали.

3Четыре основных превращения в стали.

4Промежуточное превращение.

5Отжиг первого рода.

6Отжиг второго.

7Закалка стали.

8Обработка стали холодом.

9Отпуск стали.

10Термомеханическая обработка стали.

11Химико-термическая обработка стали.

12Упрочнение деталей методом пластической деформации.

Вопросы для контроля

1 Что называется термической обработкой сталей?

2 Какие основные параметры термообработки стали?

3 Что называется первым превращением при термообработке сталей?

4 Что называется вторым превращением при термообработке сталей?

5 Как изменяются свойства продуктов распада аустенита в зависимости от скорости охлаждения?

6 Что называется третьим превращением при термообработке сталей?

7 Какую кристаллическую решетку имеет мартенсит?

8 Что такое критическая скорость охлаждения?

9 Что называется четвертым превращением при термообработке сталей?

10