- •Материаловедение
- •Лекция 1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Материаловедение как научная дисциплина
- •1.2. Типы связей между атомами и молекулами
- •1.3. Атомно-кристаллическая структура металлов
- •1.4. Строение реальных кристаллических материалов
- •Лекция 2. Основы теории кристаллизации
- •2.1. Понятие фазы
- •2.2. Первичная кристаллизация
- •2.3. Форма кристалла и строение слитка
- •2.4. Вторичная кристаллизация
- •Лекция 3. Изменение структуры и свойств металлов в процессе пластической деформации
- •3.1. Виды деформаций
- •3.2. Механизмы пластической деформации и деформационное упрочнение
- •3.3. Процессы, происходящие в наклепанных металлах при нагреве
- •Лекция 4. Основы теории сплавов
- •4.1. Основные фазы в сплавах
- •4.2. Диаграмма состояния
- •Лекция 5. Диаграммы фазового равновесия
- •5.1. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии
- •5.2. Диаграмма состояния сплавов с полной нерастворимостью в твердом состоянии
- •5.3. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии
- •5.4. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих превращения в твердом состоянии
- •5.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химическое соединение
- •5.6. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния (правило Курнакова н.С.)
- •Лекция 6. Железо и его сплавы
- •6.1. Железо как конструкционный материал
- •6.2. Диаграмма состояния «железо - цементит»
- •6.3. Классификация и маркировка углеродистых сталей
- •6.4. Виды чугунов
- •Лекция 7. Теория термической обработки
- •7.1. Сущность термообработки
- •7.2. Превращение перлита в аустенит при нагреве
- •7.3. Превращения аустенита при охлаждении
- •7.4. Превращения, протекающие при нагреве закаленной стали
- •Лекция 8. Технология термической обработки
- •8.1. Виды термической обработки
- •8.2. Отжиг
- •8.3. Закалка
- •8.4. Нормализация
- •8.4. Отпуск
- •Лекция 9. Термомеханическая и химико-термическая обработка стали
- •9.1. Термомеханическая обработка
- •9.2. Химико-термическая обработка
- •Лекция 10. Машиностроительные стали
- •10.1. Виды машиностроительных сталей
- •10.2. Стали, не упрочняемые термической обработкой
- •10.3. Стали, упрочняемые в поверхностном слое
- •10.4. Стали, упрочняемые по всему сечению
- •10.5. Стали с улучшенной обрабатываемостью резанием
- •Лекция 11. Инструментальные стали и сплавы
- •11.1. Требования к инструментальным сталям и сплавам
- •11.2. Углеродистые инструментальные стали
- •11.3. Легированные стали для режущего инструмента
- •11.4. Твердые сплавы
- •11.5. Нетеплостойкие штамповые стали
- •11.6. Теплостойкие штамповые стали
- •11.7. Стали для измерительного инструмента
11.4. Твердые сплавы
Спеченные твердые сплавы - материалы, состоящие из высокотвердых и тугоплавких карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных металлической связкой. По режущим свойствам твердые сплавы превосходят быстрорежущие стали.
Спеченные твердые сплавы выпускают трех групп.
Первую (вольфрамовую) группу составляют сплавы системы WC-Co: (),,и др. Сплавы этой группы превосходят прочие по прочности, но уступают по твердости. Теплостойки до 800С. Их применяют при резке труднообрабатываемых материалов (чугуна, цветных металлов, фарфора, керамики и т.п.), для изготовления волочильного, бурового и штампового инструмента.
Вторую группу (титановольфрамовую) образуют сплавы системы TiC-WC-Co: Т30К4 (). Сплавы второй группы характеризуются более высокой теплостойкостью (900-1000С) и широко применяются для высокоскоростного резания сталей.
Третью группу (титанотанталовольфрамовую) образуют сплавы системы TiC-TaC-WC-Co: (). От предыдущей группы эти сплавы отличаются большей прочностью и лучшей сопротивляемостью вибрациям и выкрашиванию. Они применяются для наиболее тяжелых условий резания (черновая обработка стальных слитков, отливок, поковок).
11.5. Нетеплостойкие штамповые стали
Низколегированные стали Х, 9ХС, ХВГ, ХВСГ также как и углеродистые У10, У11, У12 используют преимущественно для вытяжных и высадочных штампов, которые из-за несквозной прокаливаемости имеют твердый износостойкий слой и вязкую сердцевину, позволяющую работать при небольших ударных нагрузках. Для вытяжных штампов, подвергающихся интенсивному износу без динамических нагрузок, выполняют неполную закалку и низкий отпуск на твердость . Высадочные штампы и пуансоны, работающие с ударными нагрузками, подвергаютсреднему отпуску на твердость в рабочей части.
Высокохромистые стали Х12, Х12М, Х12Ф1 обладают высокой износостойкостью, глубокой прокаливаемостью (150-200 мм и более). Их широко применяют для крупных инструментов сложной формы: вырубных, обрезных, чеканочных штампов повышенной точности и др. Возможны два варианта их термической обработки.
Закалка с температур 1020-1075 С и низкий отпуск (150...170 С) обеспечивают наибольшую прочность при низкой теплостойкости и применяются для большинства штампов и накатных роликов.
Закалка с более высоких температур (1100...1170 С) и 4-6-кратный отпуск при 500...580 С приводит к увеличению теплостойкости до 500 С, но из-за укрупнения зерна при закалке снижается прочность и вязкость. Такую обработку применяют для штампов, работающих при повышенном нагреве без больших нагрузок.
Хромокремнистые стали 4ХС, 6ХС и дополнительно легированные вольфрамом (2,0...2,7 %) 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С образуют группу сталей повышенной вязкости для ударного инструмента (зубила, гибочные штампы и др.). Повышение вязкости сталей достигается снижением содержания углерода (до 0,4...0,6 %) и увеличением температуры отпуска. Стали 4ХС и 6ХС отпускают ниже температуры проявления отпускной хрупкости первого рода при 240-270 С на твердость . Стали с вольфрамом, которые не чувствительны к отпускной хрупкости второго рода, подвергают отпуску в более широком интервале температур: при 200-250 С или при 430-470 С .