- •Конспект лекций по общему курсу материаловедения
- •Для студентов заочной формы обучения
- •Учебное пособие
- •Москва 2013
- •Введение.
- •Глава 1. Теория сплавов.
- •1.1. Механические свойства сплавов и методы их определения.
- •1.2. Атомно-кристаллическая структура металлов.
- •1.3. Дефекты кристаллического строения металлов.
- •1.4. Закономерности кристаллизации металлов и сплавов.
- •1.5. Микроструктура сплавов.
- •1.6. Характеристика фаз и структурных составляющих.
- •1.7. Диаграммы состояния.
- •1.8. Фазы и структурные составляющие в сплавах Fe-c.
- •1.9. Влияние химического состава и структуры на свойства сталей и чугунов.
- •1.10. Классификация, маркировка и применение углеродистых сталей.
- •1.11. Применение чугунов.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
- •Глава 2. Теория термической обработки.
- •2.1. Критические температуры при термообработке стали.
- •2.2. Превращения при нагреве стали.
- •Перегрев и пережог.
- •2.3. Превращения в стали при непрерывном охлаждении.
- •2.4. Образование структур перлитного типа.
- •2.5. Промежуточное превращение.
- •2.6. Мартенситное превращение.
- •2.6.1.Особенности мартенситного превращения.
- •2.6.2. Свойства мартенсита.
- •2.7. Превращения при отпуске.
- •2.7.1. Свойства стали после отпуска.
- •2.7.2. Отпускная хрупкость.
- •2.7.3. Старение.
- •2.8. Прокаливаемость и закаливаемость стали.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
- •Глава 3. Технология термической обработки.
- •3.1. Технология объемной термообработки стали.
- •3.1.1. Отжиг 1-го рода.
- •3.1.2. Отжиг 2-го рода.
- •3.1.3. Нормализация.
- •3.1.4. Дефекты отжига и нормализации.
- •3.1.5. Закалка.
- •3.1.6. Дефекты закалки.
- •3.2. Поверхностная закалка.
- •3.3. Химико-термическая обработка (хто).
- •3.3.1. Цементация.
- •3.3.2. Азотирование.
- •3.3.3. Нитроцементация.
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 4. Машиностроительные материалы.
- •4.1. Легированные конструкционные стали.
- •4.2. Специальные стали и сплавы.
- •4.3. Литейные сплавы.
- •4.4. Неметаллические материалы.
- •4.4.1. Пластмассы.
- •4.4.2. Резины.
- •4.4.3. Клеи и герметики.
- •4.5. Композиционные материалы.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Глава 5. Порошковые материалы.
- •5.1. Технология производства металлических порошков.
- •Основными элементами технологии порошковой металлургии являются:
- •5.2. Свойства металлических порошков.
- •5.3. Классификация порошковых сталей.
- •5.4. Порошковые углеродистые конструкционные стали.
- •5.5. Порошковые легированные конструкционные стали.
- •Медистые порошковые стали.
- •Порошковые стали, легированные никелем.
- •Порошковые железомедноникелевые стали.
- •Порошковые молибденовые стали.
- •Хромистая порошковая сталь.
- •Марганцовистые порошковые стали.
- •Сложнолегированные порошковые конструкционные стали.
- •5.6. Порошковые стали инструментального назначения.
- •5.7. Порошковые стали специального назначения.
- •5.8. Антифрикционные материалы на основе железа.
- •5.9 Термическая обработка порошковых сталей.
- •5.10. Свойства и применение порошковых сплавов.
- •Применение порошковых материалов
- •Методами порошковой металлургии получают:
- •Применение и состав порошковых сплавов
- •5.11. Производство деталей из порошковых материалов.
- •5.12. Эффективность технологии порошковой металлургии.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
Контрольные вопросы.
1. Назовите основные виды термической обработки, применяемые в машиностроении. Чем химико-термическая обработка отличается от просто термической? Укажите основные параметры процесса термической обработки. Какое оборудование применяют для проведения термической и химико-термической обработки?
2. Назовите основные виды объемной термообработки стали. Что называют гомогенизацией и каковы цели этой термообработки? Какие стали подвергают рекристаллизационному отжигу и с какой целью? Как изменяются структура и свойства стали после этого вида отжига?
4. Опишите технологию нормализации. Какая структура и свойства образуются после нормализации конструкционных сталей? Для чего подвергают нормализации заэвтектоидные стали? Как избежать дефектов отжига и нормализации?
5. Что является главной особенностью закалки с полиморфным превращением? Какой вид закалки обеспечивает резкое увеличение прочности и твердости сплава: закалка с полиморфным превращением или без него? Чем полная закалка отличается от неполной? Какой закалке следует подвергать конструкционные стали, а какой – инструментальные?
6. Для чего при закалке стали производят выдержку при температуре нагрева? Какие охлаждающие среды применяют при закалке сталей? В чем преимущества и недостатки наиболее часто применяемых охлаждающих сред? Какие комбинированные способы охлаждения при закалке используют и с какой целью?
7. Назовите причины возникновения закалочных напряжений. В каких случаях возникает коробление изделий при закалке, а в каких – образование закалочных трещин? Что является причиной окисления и обезуглероживания поверхности изделий при нагреве стали? К чему приводят недогрев или перегрев при закалке? Когда в структуре стали после закалки вместе с мартенситом образуются структуры перлитного типа? Какие меры следует предпринять для недопущения указанных дефектов?
8. Чем отличается поверхностная закалка от объемной? Какую сталь подвергают поверхностной закалке с нагревом ТВЧ и с какой целью? Какая структура образуется по сечению детали после закалки ТВЧ и какие свойства стали обеспечиваются в результате?
9. В чем сущность химико-термической обработки (Х.Т.О.) стальных деталей машин? Чем отличается поверхностный слой деталей от сердцевины после Х.Т.О.? Какие свойства деталей обеспечиваются в результате Х.Т.О? Назовите основные процессы Х.Т.О. в машиностроении.
10. Что называют цементацией? Укажите оптимальную температуру цементации и среду, в которой ее ведут. Почему цементацию нельзя вести при температуре ниже А1? За счет чего происходит насыщение поверхностного слоя стали атомарным углеродом?
11. Какие стали подвергают цементации и на какую глубину? Какая концентрация углерода в поверхностном слое считается оптимальной? Чем завершается цементация, какая структура образуется в итоге в поверхностном слое и сердцевине? Какая твердость поверхностного слоя считается оптимальной и почему?
12. В какой среде проводят азотирование и при какой температуре? Какие стали подвергают азотированию и с какой целью? Какую обработку проводят перед азотированием и для чего? Почему после азотирования не проводится закалка? Укажите основные параметры азотированного слоя: структуру, твердость, толщину.
13. Что называют нитроцементацией? Укажите основные параметры этого вида Х.Т.О. (температуру, скорость насыщения, толщину слоя, его структуру и твердость, структуру и твердость сердцевины). Какие стали подвергают нитроцементации и для чего?
14. Какой процесс из вышеуказанных обеспечивает наиболее высокую износостойкость деталей и почему? В чем преимущества нитроцементации перед другими видами Х.Т.О.? В каких видах Х.Т.О. реализуется мартенситное упрочнение, а в каких – нитридное? Какой вид упрочняющей обработки следует применить для деталей из стали 40Х, если толщина упрочненного слоя 4мм?
Литература.
1. Технология автомобилестроения. Учебний для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобили и тракторы». М., Академический проект, 2005 г.
2. Термическая обработка в машиностроении. Справочник. М., Машиностроение, 1990 г.
3. А.М. Адаскан, В.М. Зуев. Материаловедение и технология материалов. Учебное пособие. М., Форум, 2010 г.
4. Г.М. Волков, В.М. Зуев. Материаловедение. Учебник для вузов. М., Академия, 2010 г.