- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
- •Реальные кристаллы
- •Аморфные сплавы
- •Строение сплавов
- •2. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
- •Основные типы диаграмм
- •Системы с тремя компонентами
- •Основные структурные составляющие сплавов Fe – C
- •Диаграмма состояния Fe – Fe3C
- •Основные характеристики металлических материалов
- •Виды термической обработки материалов
- •Легирование
- •Поверхностное упрочнение (поверхностная закалка)
- •Железо и его сплавы
- •Стали
- •Чугуны
- •Твердые сплавы
- •Цветные металлы и сплавы
- •Алюминий и его сплавы
- •Медь и ее сплавы
- •Никель и его сплавы
- •Цинк и его сплавы
- •Магний и его сплавы
- •Титан и его сплавы
- •Припои
- •ЛИТЕРАТУРА
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