- •В.И. Абрамова, н.Н.Сергеев
- •Абрамова Влада Игоревна
- •Сергеев Николай Николаевич
- •Материаловедение
- •Учебное пособие
- •Историческая справка
- •1. Классификация материалов
- •2. Кристаллическое строение металлов и
- •2.1. Дефекты кристаллической решетки
- •Дефекты кристаллического строения
- •3. Кристаллизация
- •4. Полиморфные превращения
- •5. Основные свойства металлов и сплавов
- •5.1. Напряжение и деформация
- •5.1.1. Напряжение. Тензор напряжений
- •5.1.2. Деформации. Тензор деформаций
- •5.1.3. Схемы напряженного и деформированного состояния при механических испытаниях различных видов
- •5.1.4. Упругая и пластическая деформация
- •5.1.5. Механизм пластической деформации
- •5.2. Классификация механических испытаний
- •5.4. Статистическая обработка результатов механических испытаний
- •5.5. Разрушение
- •5.6. Наклеп
- •5.7. Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла (рекристаллизационные процессы)
- •Возврат, полигонизация и рекристаллизация
- •6. Теория сплавов
- •6.1. Механическая смесь
- •6.2. Химическое соединение
- •6.3. Твердые растворы
- •7. Диаграммы состояния
- •7.1. Общие сведения о построении диаграмм состояния
- •7.2. Типы диаграмм состояния
- •7.2.1. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (I рода)
- •7.2.2. Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии (II рода)
- •7.2.3. Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (III рода)
- •7.2.4. Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения (IV рода)
- •Б) Диаграмма с неустойчивым химическим соединением
- •7.2.5. Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения
- •7.3. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы
- •8. Железо и его сплавы
- •8.1. Диаграмма железо-углерод
- •8.1.1. Компоненты и фазы в системе железо - углерод
- •8.2. Стали
- •8.2.1. Влияние постоянных примесей на свойства стали
- •8.2.2. Маркировка углеродистых сталей общего назначения
- •8.2.3. Классификация и маркировка легированных сталей
- •8.2.4. Легированные конструкционные стали
- •8.2.4.1. Строительные низколегированные стали
- •8.2.4.2. Конструкционные (машиностроительные) цементируемые (нитроцементируемые) легированные стали
- •8.2.4.3. Конструкционные (машиностроительные) улучшаемые легированные стали
- •8.2.4.4. Шарикоподшипниковые стали
- •8.2.4.5. Износостойкие стали
- •8.2.4.6. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы
- •8.2.5. Инструментальные материалы
- •8.2.5.1. Углеродистые и легированные инструментальные стали
- •8.2.5.3. Быстрорежущие стали
- •8.2.5.4. Твердые сплавы
- •8.2.6. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •8.3.1. Марки чугунов
- •9. Общие положения термической обработки
- •9. 1. Температура и время термической обработки
- •9.2. Классификация видов термической обработки
- •9.3. Основные виды термической обработки стали
- •9.4. Четыре основных превращения в стали
- •9.5. Образование аустенита
- •9.6. Рост аустенитного зерна
- •9.7. Распад аустенита
- •9.8. Мартенситное превращение
- •9.9. Бейнитное превращение
- •9.10. Превращения при отпуске
- •9.11. Влияние термической обработки на свойства стали
- •10. Химико-термическая обработка
- •11. Термомеханическая обработка
- •12. Цветные металлы и сплавы
- •12.1. Медь и ее сплавы
- •12.2. Алюминий и его сплавы
- •12.3. Титан и его сплавы
- •12.4. Антифрикционные сплавы
- •13. Порошковые материалы
- •13.1. Конструкционные порошковые материалы
- •13.2. Фрикционные порошковые материалы
- •13.3. Пористые фильтрующие элементы
- •14. Неметаллические материалы
- •14.1. Понятие о неметаллических материалах и классификация полимеров
- •14.2. Особенности свойств полимерных материалов
- •14.3. Пластические массы
- •14.4. Неорганические материалы
- •14.5. Древесные материалы
- •1. Характеристика микроанализа
- •2. Методы оптической микроскопии
- •Химический состав сталей, %
- •Литература
- •Содержание
Литература
1. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1975. - 447с., ил.
2. Геллер Ю. А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1968. - 568 с., ил.
3. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1966.- 480 с., ил.
4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1973. - 511 с., ил.
5. Материалы в машиностроении. Т. 1—5. М.: Машиностроение, 1969—1970.
6. Металловедение и термическая обработка. Справочник. Т. 1—2. М.: Металлургиздат, 1961—1962.
7. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. – М.: Металлургия, 1982. – 584 с., ил.
8. Рахштадт А. Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1971. - 496 с., ил.
9. Рогачева Л.В. Материаловедение. – М.: Колос-пресс, 2002.
10. Савостицкий Н.А., Амирова Э.К. Материаловедение швейного производства. – М.: Академия, 2004.
11. Справочник металлиста. Т.3. – М.: Машгиз, 1959.
12. Технология металлов и конструкционные материалы/ Под ред. Б.А. Кузьмина. - М.: Машиностроение, 1989. – 496 с., ил.
13. Технология конструкционных материалов/ Под ред. А.М. Дальского.- М.: Машиностроение, 1985. – 448с., ил.
14. Филинов С.А., Фиргер И.В. Справочник термиста. – Л.: Машиностроение, 1969. -320 с., ил.
15. Химушин Ф. Ф. Нержавеющие стали. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1967. - 798 с., ил.
16. Химушин Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1969. - 749 с., ил.
17. Хуго И. и др. Конструкционные пластмассы. Свойства и применение. – М.: Машиностроение, 1970. – 336 с., ил.
18. Шмыков А. А. Справочник термиста. Изд. 4-е. М.: Машиностроение, 1961.- 392 с., ил.
Содержание
|
Введение……………………………………………………………. |
3 |
|
1. Классификация материалов…………………………………….. |
6 |
|
2. Кристаллическое строение металлов и сплавов………………. |
8 |
|
2.1. Дефекты кристаллической решетки……………………… |
13 |
|
3. Кристаллизация………………………………………………….. |
16 |
|
4. Полиморфные превращения……………………………………. |
21 |
|
5. Основные свойства металлов и сплавов………………………. |
23 |
|
5.1. Напряжение и деформация |
25 |
|
5.1.1. Напряжение. Тензор напряжений………………... |
25 |
|
5.1.2. Деформации. Тензор деформаций………………….. |
28 |
|
5.1.3. Схемы напряженного и деформированного состояния при механических испытаниях различных видов…. |
30 |
|
5.1.4. Упругая и пластическая деформация………………. |
32 |
|
5.1.5. Механизм пластической деформации……………… |
33 |
|
5.2. Классификация механических испытаний………………. |
35 |
|
5.3. Условия подобия механических испытаний…………….. |
36 |
|
5.4. Статистическая обработка результатов механических испытаний……………………………………………………… |
36 |
|
5.5. Разрушение………………………………………………… |
37 |
|
5.6. Наклеп……………………………………………………… |
37 |
|
5.7. Влияние нагрева на строение и свойства деформированного металла (рекристаллизационные процессы)…. |
38 |
|
6. Теория сплавов………………………………………………… |
43 |
|
6.1. Механическая смесь………………………………………. |
43 |
|
6.2. Химическое соединение………………………………….. |
43 |
|
6.2.1.Фазы внедрения………………………………………. |
44 |
|
6.2.2. Электронные соединения (фазы Юм-Розери)……… |
44 |
|
6.2.3.Фазы Лавеса………………………………………….. |
45 |
|
6.3. Твердые растворы………………………………………… |
45 |
|
7. Диаграммы состояния…………………………………………… |
47 |
|
7.1. Общие сведения о построении диаграмм состояния…… |
48 |
|
7.2. Типы диаграмм состояния……………………………….. |
50 |
|
7.2.1. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (I рода)…… |
50 |
|
7.2.2. Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии (II рода)…….. |
52 |
|
7.2.3. Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии (III рода)…………. |
53 |
|
7.2.4. Диаграмма состояния для сплавов, образующих химические соединения (IV рода)…………………………. |
57 |
|
7.2.5. Диаграмма состояния для сплавов, испытывающих полиморфные превращения………………………………... |
58 |
|
7.3. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния……………………………………………………….. |
59 |
|
8. Железо и его сплавы…………………………………………….. |
65 |
|
8.1. Диаграмма железо-углерод …………………………… |
66 |
|
8.1.1. Компоненты и фазы в системе железо - углерод … |
67 |
|
8.2. Стали………………………………………………………. |
73 |
|
8.2.1. Влияние постоянных примесей на свойства стали.. |
74 |
|
8.2.2. Маркировка углеродистых сталей общего назначения……………………………………………………… |
75 |
|
8.2.3. Классификация и маркировка легированных сталей.... |
75 |
|
8.2.4. Легированные конструкционные стали......................... |
78 |
|
8.2.4.1. Строительные низколегированные стали.................. |
78 |
|
8.2.4.2. Конструкционные (машиностроительные) цементируемые (нитроцементируемые) легированные стали.............. |
79 |
|
8.2.4.3. Конструкционные (машиностроительные) улучшаемые легированные стали............................................................... |
79 |
|
8.2.4.4. Шарикоподшипниковые стали....................................... |
80 |
|
8.2.4.5. Износостойкие стали....................................................... |
81 |
|
8.2.4.6. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы.. |
81 |
|
8.2.5. Инструментальные материалы........................................... |
83 |
|
8.2.5.1. Углеродистые и легированные инструментальные стали............................................................................................. |
83 |
|
8.2.5.2. Легированные инструментальные стали....................... |
84 |
|
8.2.5.3. Быстрорежущие стали..................................................... |
84 |
|
8.2.5.4. Твердые сплавы............................................................... |
84 |
|
8.2.6. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами... |
86 |
|
8.2.6.1. Магнитомягкие стали.................................................... |
86 |
|
8.2.6.2. Магнитотвердые стали................................................... |
86 |
|
8.2.6.3. Сплавы с заданным коэффициентом линейного расширения....................................................................................... |
86 |
|
8.2.6.4. Сплавы с высоким электросопротивлением................. |
86 |
|
8.2.6.5. Сплавы с заданными упругими свойствами................. |
86 |
|
8.2.6.6. Сплавы с эффектом памяти........................................... |
86 |
|
8.3. Чугун……………………………………………………….. |
87 |
|
8.3.1. Марки чугунов ………………………………………. |
90 |
|
9. Общие положения термической обработки………………….. |
95 |
|
9. 1. Температура и время термической обработки……… |
96 |
|
9.2. Классификация видов термической обработки……… |
96 |
|
9.3. Основные виды термической обработки стали……... |
99 |
|
9.4. Четыре основных превращения в стали……………... |
102 |
|
9.5. Образование аустенита……………………………….. |
103 |
|
9.6. Рост аустенитного зерна………………………………. |
105 |
|
9.7. Распад аустенита………………………………………. |
106 |
|
9.8. Мартенситное превращение………………………….. |
113 |
|
9.9. Бейнитное превращение………………………………. |
115 |
|
9.10. Превращения при отпуске…………………………… |
115 |
|
9.11. Влияние термической обработки на свойства стали…. |
116 |
|
10. Химико-термическая обработка………………………………. |
121 |
|
10.1.Цементация……………………………………………….. |
122 |
|
10.2. Азотирование…………………………………………….. |
123 |
|
10.3. Цианирование……………………………………………. |
124 |
|
10.4. Диффузионная металлизация…………………………… |
125 |
|
11. Термомеханическая обработка………………………………… |
127 |
|
12. Цветные металлы и сплавы……………………………………. |
128 |
|
12.1. Медь и ее сплавы……………………………………… |
128 |
|
12.2. Алюминий и его сплавы………………………………… |
131 |
|
12.3. Титан и его сплавы………………………………………. |
135 |
|
12.4. Антифрикционные сплавы……………………………… |
138 |
|
13. Порошковые материалы............................................................ |
141 |
|
13.1. Конструкционные порошковые материалы..................... |
142 |
|
13.2. Фрикционные порошковые материалы........................... |
144 |
|
13.3. Пористые фильтрующие элементы................................. |
144 |
|
14. Неметаллические материалы………………………………….. |
146 |
|
14.1. Понятие о неметаллических материалах и классификация полимеров………………………………………. |
146 |
|
14.2. Особенности свойств полимерных материалов……….. |
151 |
|
14.3. Пластические массы…………………………………….. |
152 |
|
14.4. Неорганические материалы…………………………….. |
153 |
|
14.5. Древесные материалы…………………………………… |
155 |
|
Приложение 1. Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов……………………………………………………………… |
159 |
|
Приложение 2. Задачи по разбору микроструктур сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов методами микроанализа… |
167 |
|
Приложение 3. Задачи по выбору сплавов и режимов термической обработки в зависимости от условий работы деталей и конструкций…………………………………………… |
184 |
|
Литература…………………………………………………………... |
196 |