- •Міністерство освіти і науки України
- •Український державний університет водного господарства
- •Та природокористування
- •Кафедра “Автомобілі, автомобільне господарство і технологія металів”
- •Конспект лекцій з курсу “Матеріалознавство” для студентів
- •Тема 1. Кристалічна будова металів 5
- •Тема 2. Кристалізація металів 13
- •Тема 3. Основи теорії сплавів 20
- •Тема 4. Залізо та його сплави 27
- •Тема 5. Теорія термічної обробки сталі 41
- •Тема 6. Технологія термічної обробки сталі 46
- •Тема 7. Хіміко-термічна обробка сталі 55
- •Тема 8. Леговані сталі 63
- •Тема 9. Кольорові метали та сплави 75
- •Тема I. Кристалічна будова металів
- •Загальна характеристика металів
- •1.2. Атомно-кристалічна структура металів
- •1.3. Анізотропія властивостей металів.
- •1.4. Дефекти кристалічної будови металів
- •Тема 2. Кристалізація металів
- •2.1. Первинна кристалізація металів
- •2.2. Будова металевого злитка
- •2.3. Поліморфні перетворення
- •Тема 3. Основи теорії сплавів
- •3.1. Основні поняття та визначення. Типи сплавів
- •3.2.Основні типи діаграм стану подвійних сплавів.
- •3.3. Зв’язок між типом діаграми стану, складом і властивостями сплавів
- •Тема 4. Залізо та його сплави
- •4.1. Діаграма стану залізо-вуглець. Компоненти і фази залізовуглецевих сплавів
- •Характерні точки діаграми стану залізо-вуглець
- •4.2.Процеси. Що відбуваються при температурах, які відповідають лініям діаграми стану “залізо – цементит”
- •4.3.Вуглецеві сталі. Класифікація, маркування та призначення
- •4.3.1. Вплив постійних домішок на властивості сталі
- •4.3.2. Класифікація та маркування вуглецевих сталей
- •4.4.Чавуни. Класифікація і маркування
- •4.4.1. Вплив хімічного складу і швидкості охолодження на структуру і властивості чавуну.
- •Тема 5.Теорія термічної обробки сталі
- •5.1.Перетворення, які відбуваються в сталі при нагріванні
- •5.2 Перетворення, які відбуваються в сталі при охолодженні
- •5.3. Перетворення, що відбуваються у сталі при відпусканні.
- •6.2. Відпалювання
- •6.3.Нормалізація
- •6.4.Гартування сталі
- •6.5. Відпускання
- •Тема 7. Хіміко-термічна обробка сталі
- •7.1. Сутність, призначення та основні процеси, що відбуваються при хіміко-термічній обробці сталі
- •7.2. Цементація сталі.
- •7.3. Азотування сталі.
- •7.4. Ціанування (нітроцементація) сталі.
- •7.5. Дифузійне насичення металами (металізація) і неметалами.
- •Тема 8. Леговані сталі
- •8.1. Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і на ферит. Карбідна фаза в легованих сталях.
- •8.2. Вплив легуючих елементів на перетворення в сталі
- •8.3. Класифікація та маркування легованих сталей
- •8.4.Конструкційні сталі.
- •8.5.Інструментальні сталі.
- •8.6. Корозійностійкі (нержавіючі) сталі.
- •Тема 9. Кольорові метали та сплави
- •9.1. Алюміній та сплави на його основі
- •9.2. Магній та його сплави
- •9.3. Титан і його сплави
- •9.4. Мідь і її сплави
- •9.5. Підшипникові (антифрикційні) сплави
- •Література
Тема 5. Теорія термічної обробки сталі 41
5.1. Перетворення, які відбуваються в сталі при нагріванні 41
5.2. Перетворення, які відбуваються в сталі при охолодженні 41
5.3. Перетворення, що відбуваються у сталі при відпусканні 45
Тема 6. Технологія термічної обробки сталі 46
6.1. Основні поняття 46
6.2. Відпалювання сталі 47
6.3. Нормалізація сталі 50
6.5. Відпускання 53
Тема 7. Хіміко-термічна обробка сталі 55
7.1. Сутність, призначення та основні процеси, що відбуваються при хіміко-термічній обробці сталі 55
7.2. Цементація сталі 56
7.3. Азотування сталі 59
7.4. Ціанування (нітроцементація) сталі 60
7.5. Дифузійне насичення металами (металізація) і неметалами 62
Тема 8. Леговані сталі 63
8.1. Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і на ферит. Карбідна фаза в легованих сталях 64
8.2. Вплив легуючих елементів на перетворення в сталі 65
8.3. Класифікація та маркування легованих сталей 66
8.4. Конструкційні сталі 68
8.5. Інструментальні сталі 71
8.6. Корозостійкі (нержавіючі) сталі 73
Тема 9. Кольорові метали та сплави 75
9.1. Алюміній та сплави на його основі 75
9.2. Магній та його сплави 77
9.3. Титан і його сплави 78
9.4. Мідь і її сплави 80
9.5. Підшипникові (антифрикційні) сплави 85
Література. 87
ВCТУП
Металознавство - наука, яка вивчає залежність між складом, будовою та властивостями металів і сплавів і закономірності їхніх змін під впливом зовнішніх чинників: теплових, хімічних, механічних, електромагнітних і радіоактивних.
Уперше зв'язок між будовою сталі та її властивостями був встановлений П.П.Аносовим (1799-1855 рр), а найважливіші положення металознавства закладені металургом Д.К.Черновим (1839-1921 р.), який у 1868 р. відкрив внутрішні структурні перетворення в сталі при нагріванні й охолодженні. У 1878 р. ним були викладені основи сучасної теорії кристалізації металів. Ці і наступні роботи Д.К.Чернова створили фундамент сучасного металознавства і термічної обробки сталі. На початку XX ст. велику роль у розвитку металознавства зіграли роботи М.С.Курнакова, котрий застосував для дослідження металів методи фізико-хімічного аналізу (електричний, дилатометричний, магнітний тощо). Вченим і його учнями було вивчено велике число металевих систем, побудовані діаграми стану та встановлені залежності між складом, структурою і властивостями сплавів.
Широке використання рентгеноструктурного аналізу, почате в 20-х роках, дозволило встановити кристалічну будову сплавів і фаз і вивчити зміну його в залежності від обробки сплаву. Починаючи з 1928 р. велика увага приділяється теорії фазових перетворень у сплавах. Це дало можливість визначити механізм перетворень і розробити теорію та практику термічної обробки сталі, дуралюміна та інших важливих сплавів.
Металознавство в зв'язку з безупинним ростом рівня сучасної техніки, ускладненням і розширенням вимог, запропонованих до властивостей і якості металевих сплавів, продовжує успішно розвиватися і в даний час.