Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Иванова_Основы металловедения.pdf
Скачиваний:
139
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
8.38 Mб
Скачать

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Н. П. Иванова, Н. А. Свидунович, И. М. Жарский

ОСНОВЫ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

Электронный конспект лекций по дисциплине «Коррозия и защита металлов»

для студентов специальности 1-48 01 04 «Технология электрохимических производств»

Минск 2013

УДК 669.017(075.8)(07.034.44) ББК 34.2я73

И 21

Рассмотрен и рекомендован редакционно-издательским советом университета

Р е ц е н з е н т ы :

кандидат химических наук, доцент кафедры химии БГАТУ

И. Б. Бутылина;

доктор технических наук, заведующий кафедрой «Металлургия литейных сплавов» БНТУ Б. М. Немененок

Иванова, Н. П.

И 21 Основы металловедения : электронный конспект лекций по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов специальности 1-48 01 04 «Технология электрохимических производств» / Н. П. Иванова, Н. А. Свидунович, И. М. Жарский. –

Минск : БГТУ, 2013. – 102 с.

В электронном конспекте лекций рассмотрено кристаллическое строение металлов и сплавов, представлены диаграммы состояния 2- и 3-ком- понентных сплавов и их фазовые превращения, показана связь между свойствами металлических материалов и типом диаграммы состояния. Приведены способы изменения структуры и свойств металлических материалов – термическая и химико-термическая обработка, поверхностное упрочнение и легирование. Рассмотрены сплавы железа, твердые и сверхтвердые сплавы, цветные металлы и сплавы на их основе.

УДК 669.017(075.8)(07.034.44) ББК 34.2я73

УО «Белорусский государственный технологический университет», 2013

Иванова Н. П., Свидунович Н. А., Жарский И. М., 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................

5

1. СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ...................................

6

Кристаллическое и электронное строение металлов и

 

сплавов......................................................................................

6

Индексация граней и направлений в кристаллах......................

9

Реальные кристаллы.....................................................................

11

Аморфные сплавы.........................................................................

13

Строение сплавов..........................................................................

14

2. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ......................................................

17

Диаграмма состояния. Правило фаз Гиббса. Правило от-

 

резков........................................................................................

17

Основные типы диаграмм............................................................

17

Диаграмма состояния для сплавов, образующих механи-

 

ческие смеси, диаграмма Ι рода.............................................

17

Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной рас-

 

творимостью в твердом состоянии, диаграмма ΙΙ рода.......

18

Диаграммы состояния для сплавов с ограниченной рас-

 

творимостью в твердом состоянии, диаграммы ΙΙΙ рода ....

19

Диаграммы состояния для сплавов, образующих химиче-

 

ские соединения, диаграммы ΙV рода...................................

20

Диаграммы состояния для сплавов, испытывающих по-

 

лиморфные превращения .......................................................

21

Система с тремя компонентами ..................................................

24

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы со-

 

стояния...........................................................................................

26

3. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД...........

28

Железо и его сплавы с углеродом...............................................

28

Основные структурные составляющие сплавов Fe – C ............

31

Диаграмма состояния Fe – Fe3C ..................................................

33

4. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

 

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ...........................................

42

Основные характеристики металлических материалов............

42

Виды термической обработки материалов.................................

48

Легирование...................................................................................

57

Поверхностное упрочнение (поверхностная закалка) ..............

60

Химико-термическая обработка..................................................

60

3

5. ВАЖНЕЙШИЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ....

64

Железо и его сплавы.....................................................................

64

Стали.........................................................................................

64

Чугуны......................................................................................

72

Твердые сплавы.............................................................................

77

Сверхтвердые сплавы и керамические материалы....................

79

Цветные металлы и сплавы..........................................................

80

Алюминий и его сплавы.........................................................

80

Медь и ее сплавы.....................................................................

87

Никель и его сплавы ...............................................................

96

Цинк и его сплавы...................................................................

97

Магний и его сплавы...............................................................

98

Титан и его сплавы..................................................................

99

Припои......................................................................................

100

ЛИТЕРАТУРА....................................................................................

101

4

ВВЕДЕНИЕ

Задачей раздела «Основы металловедения» дисциплины «Коррозия и защита металлов» является изучение строения и свойств металлических материалов, используемых в машиностроении и других отраслях техники, с целью получения знаний по их структуре, физикомеханическим и коррозионным свойствам, а также навыков их правильного выбора и применения при создании экономичных и надежных в работе конструкций.

Вэлектронном конспекте лекций по разделу «Основы металловедения» дисциплины «Коррозия и защита металлов» рассмотрено кристаллическое строение металлов и сплавов, представлены диаграммы состояния 2- и 3-компонентных сплавов и их фазовые превращения, показана связь между свойствами металлических материалов и типом диаграммы состояния. Для железа и его сплавов с углеродом приведены основные структурные составляющие, подробно изучена диаграмма железо – цементит с построением кривых охлаждения для сталей и чугунов. Описано влияние термической и химико-термической обработки, легирования металлических материалов на их механические характеристики и коррозионную стойкость.

Вконспекте лекций подробно рассмотрены важнейшие конструкционные материалы: углеродистые и легированные стали, чугуны, твердые и сверхтвердые сплавы, цветные металлы и сплавы на их основе.

При подготовке лекционного материала использована учебная литература по металловедению [1–5] с приведением некоторых справочных данных [6–9].

5