Введение

Вторая часть конспекта лекций начинается с раздела «Легированные стали». Рассматриваются их классификация и принципы маркировки. Дается характеристика основных групп конструкционных сталей. Приведены инструментальные стали и сплавы для режущих инструментов и штампов. Раздел заканчивается представлением специальных сталей и сплавов с особыми свойствами, их маркировки и назначения.

Во втором разделе дается характеристика основных способов поверх-ностного упрочнения деталей для повышения прочности, твердости, износостойкости поверхностных слоев при сохранении вязкой, пластичной сердцевины для восприятия ударной и циклической нагрузки в эксплуатации.

В третьем разделе рассматриваются сплавы алюминия: деформируемые, порошковые и литейные с маркировкой, с особенностями свойств и применения.

Четвертый раздел посвящен меди и ее сплавам: латуням и бронзам. Приведены их состав, маркировка, свойства и назначение.

Конспект лекций заканчивается разделом «Антифрикционные (подшипниковые) сплавы». Рассмотрены основные группы сплавов, их состав, особенности свойств, маркировка и применение.

Возможно, объем отдельных разделов конспекта не согласуется с отводимым количеством часов учебного плана различных специальностей нашего вуза. В этом случае каждый лектор может исключить из рабочей программы дисциплины или отдельные подразделы, или целый раздел. Этот вопрос решает кафедра. Авторы конспекта лекций выражают уверенность в том, что он окажет существенную помощь студентам как очной, так и заочной формы обучения, изучающим дисциплину «Материаловедение».

1. Легированные стали

Легированными называют стали, в состав которых специально вводятся химические элементы, называемые легирующими; к ним относятся хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, титан и др.

Ни у какой другой группы материалов механические свойства не изменяются путем добавления легирующих элементов и под воздействием процессов термообработки так сильно, как у сталей. Легированием стали (различными элементами в разных количествах) и применением термической обработки можно получить большую вязкость при одинаковой прочности по сравнению с углеродистой сталью, большую прочность и т. д.

Однако преимущества легированных сталей заключаются не только в более высоких механических свойствах. Легированием можно изменить и физико-химические свойства стали, получить сталь нержавеющую, кислотостойкую, жаропрочную, немагнитную, с особыми тепловыми и электрическими свойствами. Влияние легирующих элементов на сталь очень велико.

Все легирующие элементы сдвигают точки диаграммы состояния как по температуре, так и по концентрации, образуя стали с ферритной, аустенитной, перлитной и карбидной структурой. Значительное влияние легирующие элементы оказывают на режимы термической обработки сталей, изменяя температуру отжига, закалки и отпуска.

Легирующие элементы разделяются на карбидообразующие: хром, молибден, ванадий, вольфрам, титан и другие, которые могут находиться в твердом растворе, а при значительных количествах образовывать специальные карбиды. Карбиды легирующих элементов обладают более высокой твердостью, чем карбид железа – цементит. Некарбидообразующие элементы (никель, кобальт, алюминий, медь и другие) растворяясь в феррите или аустените, значительно влияют на их свойства. Так, никель придает стали высокую прочность и пластичность, повышает ударную вязкость, увеличивает прокаливаемость, понижает порог хладноломкости, уменьшает коэффициент теплового линейного расширения. Значительное содержание никеля в стали обеспечивает ей аустенитную структуру при любом значении температуры.