- •1. Металловедение 15
- •3. Основы теории сплавов 39
- •Часть 2. Металлургия железа 84
- •Глава 3. Литейное производство 126
- •Глава 4. Основы термической обработки 150
- •4.7. Классификация стали 179
- •Литература
- •Введение
- •1. Страницы истории и научно – популярная
- •50.Ахметов с.Ф., Иванов с.Н. Многоликий кремний.- м.: Знание, -1987г., с 64
- •1. Металловедение
- •1 Основы свойств материалов
- •1.1 Физические свойства
- •1.2 Химические свойства
- •1.3 Механические свойства
- •1.4 Технологические свойства
- •1.5 Эксплуатационные свойства
- •2.Кристаллическое строение металлов
- •2.1 Общая характеристика строения металлов
- •2.2 Структура полимеров, стекла и керамики
- •3. Основы теории сплавов
- •3.1 Основные сведения о сплавах
- •3.2 Диаграммы состояния
- •3.2.1 Диаграмма состояния сплавов для случая неограниченной
- •3.2.1.1Правило отрезков (правило фаз)
- •3.2.2. Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов.
- •3.2.3.Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной
- •3.2.4. Диаграммы состояния сплавов, образующих химические соединения
- •3.2.5. Связь между свойствами сплавов и типом диаграмм состояния.
- •3.3. Диаграмма состояния железо – углерод
- •2 Материаловедение
- •Часть 2. Металлургия железа
- •2.1 Железные руды
- •2.2 Структура современного металлургического производства железа
- •2.3 Продукция черной металлургии
- •2.4 Технология производства чугуна
- •2.4.1. Подготовка сырья к доменной плавки агломерацией
- •2.4.2 Производство железосодержащих окатышей
- •2.4.3. Процесс доменной плавки
- •2.4.4. Технология прямого восстановления железа из руды
- •Заинтересованы реализовать проект на Ингулецком, Полтавском, Северном и Центральном гоКах.
- •2.4.5 Технология производства стали
- •2.4.5.1. Кислородно - конвертерный процесс
- •2.4.5.2 Производство стали в мартеновских печах
- •2.4.5.3. Получение стали в электрических печах
- •2.4.5.4. Выплавка стали в индукционных печах
- •2.5. Современные технологии получения стали высокого качества Внепечная металлургия
- •Глава 3. Литейное производство
- •3.1. Кристаллизация
- •3.2. Основы технологии литейного производства
- •3.2.1. Литье в песчанно-глинистые формы
- •3.2. 2. Литье в оболочковые формы
- •3.2.3. Отливки по выплавляемым моделям
- •3.2.4. Литье в кокиль
- •3.2.5. Центробежное литье
- •5.6. Литье под давлением
- •3.3.7. Литье под низким давлением
- •5.7. Литье вакуумным всасыванием
- •3.3.9. Литье непрерывное и полунепрерывное
- •3.3.10. Другие виды литья
- •Глава 4. Основы термической обработки
- •4.1. Общие вопросы
- •4. 2 Отжиг и нормализация
- •4.2.1. Отжиг
- •4.2.2. Нормализация
- •4. 2. 3. Закалка и отпуск
- •4. 2.1. Закалка
- •4.3. Термомеханическая обработка стали
- •4.4. Химико-термическая обработка
- •4.4.1. Цементация
- •4.4. 2. Азотирование
- •4.4. 3. Цианирование
- •4.4.4. Борирование
- •4.4.5. Силицирование
- •4.4.6. Хромирование.
- •4.5. Защитные покрытия, полученные в условиях свс
- •4.6. Особенности термической обработки легированных сталей
- •4.7. Классификация стали
- •4.7.1 Классификация по химическому составу
- •4.7.2. Легированные конструкционные стали
- •4.7.3 Классификация по назначению
- •4.7.4. Классификация по качеству
- •4.7.5. Классификация по степени раскисления
- •4.7.6. Классификация по структуре
- •4.7.6.1.Классификация по равновесной структуре
- •Глава 5.Предприятия черной металлургии Украины.
- •5.1. Предприятия горно-рудного сырья и обогащения.
- •5.1.1.Железо горно- рудные предприятия
- •5.1.2. Марганцевые горно-рудные предприятия
- •5.1.3. Предприятия производства известняка и попутных материалов
- •5.2. Металлургическое производство
- •5.3. Производство ферросплавов
- •5.5. Трубное производство
- •5.6. Метизное производство
- •5.7. Коксохимическое производство
- •Глава 7. Производство продукции предприятиями черной металлургии мира и Украины (Статистическая информация)
50.Ахметов с.Ф., Иванов с.Н. Многоликий кремний.- м.: Знание, -1987г., с 64
51. Украинский советский энциклопедический словарь в 3-х томах .,т 1 1988г.
52. Жаваронков Н.М. Три проблемы элемента № 13. М., Сов. Россия 1988 г.
52. Восстановление Приднепровья (1946 - 1950). -1988 г.
53. Наука и техника СССР 1917- 1987 (Хроника).- М.: Наука, 1988 г.
54. Восстановление Приднепровья. (1946-1950)..1988 г.
55. Зубков Л.Б. Металл златоцветного камня.- М.: Наука, -1989 г.,с 160
56. Создатели новой техники в УССР.- К, Наукова думка, 1991 г.
1. Металловедение
Металловедением называется наука, устанавливающая связь между составом, строением (структурой) и свойствами металлов и сплавов и изучающая закономерности их изменения при тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных воздействий.
Впервые существование связи между строением стали и ее свойствами было установлено П.П. Аносовым (1831 г.), который применил для исследования стали микроскоп.
Основы научного металловедения были заложены выдающимся русским металлургом Д.К. Черновым (1868 г.), которого называют отцом металлографии.
В начале ХХ века и последующие года большую роль в развитии металловедения сыграли работы Н.С. Курнакова, который применил для исследования металлов и других химических соединений физико - химический метод анализа и изобрел пирометр, названный его именем – пирометр Курнакова.
Существенный вклад в развитие науки о металлических материалах внесли Байков А.А., Бочвар А.М., Курдюмов Г.П., Гуляев А.П., Лахтин Ю.М. и их последоватеои. Среди известных зарубежных ученых следует назвать Осмонда Ф. (Франция), Таммана Г. (Германия), Бенна Э., Мейла М. (США), Юм-Розера, Мотта (Англия) и др
1 Основы свойств материалов
Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое использование в технике. Решение важнейших технических проблем связано с экономией материалов, уменьшением массы машин и приборов, повышением точности, надежности и работоспособности конструкций, механизмов, приборов.
Знание свойств металлов и их сплавов позволяет определять области рационального использования различных материалов.
Металлы обладают основными признаками:
- наличие кристаллической решетки в твердом состоянии;
- высокой тепло- и электропроводность;
- способностью к упругому и пластичному деформированию.
Косвенные признаки: металлический блеск.
Для конструкционных материалов основными свойствами являются:
- физические;
-химические;
-механические;
-технологические;
-эксплуатационные.
1.1 Физические свойства
К физическим свойствам металлов относят цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, электропроводность, магнитные свойства и др.
Цветом называют способность металлов отражать световое излучение с определенной длиной волны. Например, медь имеет розово - красный цвет, алюминий – серебристо - белый.
Плотность (кг/м3, г/см3) металла характеризуется его массой, заключенной в единице объема. По плотности все металлы делят на легкие (менее 4500 кг/м3) и тяжелые. Плотность имеет большое значение при создании различных изделий. Например, в самолето - и ракетостроении стремятся использовать более легкие металлы и сплавы (алюминиевые, магниевые, титановые), что способствует снижению массы изделий.
Температурой плавления (0С, К) называют температуру, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. По температуре плавления различают тугоплавкие металлы (вольфрам 3395 ±15° С, тантал 3000±50°С, титан 1668±4°С. и др.), легкоплавкие (олово 232°С, свинец 327°С, цинк 419,5°С, алюминий 660°С). Температура плавления имеет большое значение при выборе металлов для изготовления литых изделий, сварных и паяных соединений, термоэлектрических приборов и других изделий. В единицах СИ температуру плавления выражают в градусах Кельвина (К), более широкое – в градусах Цельсия (0С). Ноль градусов Цельсия соответствует 273 0К.
Теплопроводностью (Вт/ (м*К)) называют, способность металлов передавать тепло от более нагретых к менее нагретым участкам тела. Серебро, медь, алюминий обладают большой теплопроводностью. Железо имеет теплопроводность примерно в три раза меньше, чем алюминий, и в пять раз меньше, чем медь. Теплопроводность имеет большое значение при выборе материала для деталей. Например, если металл плохо проводит тепло, то при нагреве и быстром охлаждении (термическая обработка, сварка) в нем образуются трещины. Некоторые детали машин (поршни двигателей, лопатки турбин) должны быть изготовлены из материалов с хорошей тeплопpoводностью.
Тепловым расширением называют способность металлов увеличиваться в размерах при нагревании и уменьшаться при охлаждении. Тепловое расширение характеризуется коэффициентом линейного расширения
α = (l2 – l 1) [l1 (t 2 – t 1)],
где l 1 и l 2 длины тела при температурах t 1 и t 2.
Коэффициент объемного расширения равен 3 α.
Тепловые расширения должны учитываться при сварке, ковке и горячей объемной штамповке, изготовлении литейных форм, штампов, прокатных валков, калибров, выполнении точных соединений и сборке приборов, при строительстве мостовых ферм, укладке железнодорожных рельс и т.д..
Теплоемкостью (Дж/(кг*К)) называют способность металла при нагревании поглощать определенное количество тепла. Теплоемкость различных металлов сравнивают по величине удельной теплоемкости - количеству тепла, выраженному в больших калориях, которое требуется для повышения температуры 1 кг металла на 1°С
Способность металлов проводить электрический ток оценивают двумя взаимно противоположными характеристиками - электропроводностью и электросопротивлением.
Электрическая проводимость оценивается в системе СИ в сименсах (См), а удельная электропроводность - в См/м, аналогично электросопротивление выражают в омах (Ом), а удельное электросопротивление - в Ом/м.
Хорошая электропроводность необходима, например, для токоведущих проводов (медь, алюминий). При изготовлении электронагревателей приборов и печей, где необходимы сплавы с высоким электросопротивлением (нихром, константан, манганин). С повышением температуры металла его электропроводность уменьшается, а с понижением - увеличивается.
Магнитные (Гн/м) свойства характеризуются абсолютной магнитной проницаемостью или магнитной постоянной, т. е. способностью металлов намагничиваться.
Высокими магнитными свойствами обладают железо, никель, кобальт и их сплавы, называемые ферромагнитными. Материалы с магнитными свойствами применяют в электротехнической аппаратуре и для изготовления магнитов.