- •1. Предмет и значение материаловедения
- •2. Черные и цветные металлы
- •3. Типы кристаллических решеток
- •4. Дефекты в кристаллах
- •5. Анизотропия кристаллов
- •6. Кристаллизация металлов
- •7. Строение механического слитка
- •8. Физические свойства металлов
- •9. Химические свойства металлов
- •10. Основные механические свойства металлов
- •12. Твердость, усталость, выносливость
- •13. Испытания на ударную вязкость, усталостную прочность, ползучесть
- •14. Технологические и эксплуатационные свойства
- •15. Нагрев металлов при обработке давлением
- •16. Основные сведения о сплавах
- •17. Диаграмма состояний для случая неограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии
- •18. Диаграмма состояний сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов
- •19. Диаграмма состояния сплавов для случая ограниченной
- •20. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения
- •21. Структурные составляющие
- •22. Диаграмма состояния «железо - цементит»
- •23. Диаграмма состояния «железо-графит»
- •24. Продукция черной металлургии
- •25. Способы литья
- •26. Влияние компонентов на свойства чугуна
- •27. Белый и серый чугун
- •28. Высокопрочный чугун
- •29. Ковкий чугун
- •30. Чугуны со специальными свойствами
- •31. Стали, их классификация
- •32. Способы получения стали из чугуна
- •33. Влияние углерода на свойства углеродистых сталей
- •34. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистых сталей
- •35. Стали углеродистые обыкновенного качества
- •36. Стали углеродистые качественные конструкционные
- •37. Влияние легирующих элементов. Маркировка легированных сталей
- •38. Цементуемые, улучшаемые и высокопрочные стали
- •39. Углеродистые инструментальные стали
- •40. Легированные инструментальные стали
- •41. Коррозионно-стойкие стали
- •42. Жаростойкие и жаропрочные стали
- •43. Магнитные и магнитно-мягкие стали и сплавы
- •44. Износостойкие стали. Сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с заданным коэффициентом теплового расширения и заданными упругими свойствами
- •45. Методы получения высококачественной стали
- •46. Понятие термической обработки
- •47. Превращения в стали при нагреве
- •48. Превращения в стали при охлаждении
- •49. Аустенитно-мартенситное превращение
- •50. Отжиг
- •51. Закалка
- •52. Виды закалки
- •53. Отпуск
- •54. Нормализация. Дефекты при обжиге и нормализации
- •55. Термомеханическая обработка стали
- •56. Химико-термическая обработка
- •Азотирование
- •58. Поверхностное упрочнение стали
- •59. Особенности термической обработки легированных сталей
- •60. Термообработка серого и белого чугуна
- •61. Получение алюминия
- •62. Деформируемые алюминиевые сплавы
- •63. Литейные алюминиевые сплавы
- •64. Получение меди и ее сплавов
- •65. Латунь
- •66. Бронзы, сплавы меди с никелем
- •67. Получение, свойства и применение титана и магния
- •68. Олово, свинец, цинк и их сплавы
- •69. Антифрикционные сплавы
- •70. Тугоплавкие металлы и сплавы
- •71. Методы получения порошков
- •72. Формирование заготовок и изделий
- •73. Твердые сплавы
- •74. Металлокерамика
- •75. Минералокерамические твердые сплавы
- •76. Пористая и компактная металлокерамика
- •77. Строение и структура пластических масс
- •78. Классификация пластмасс
- •79. Полиэтилен, поливинилхлорид
- •80. Полиамиды и полистирол
- •82. Поликарбонаты, пенопласт и полиимиды
- •83. Газонаполненные и фольгированные пластмассы
- •84. Резиновые материалы
- •85. Клеи
- •86. Виды лакокрасочных материалов
- •87. Древесные материалы
- •88. Прокладочные, уплотнительные и изоляционные материалы
- •89. Минеральная вата и графитоугольные материалы
- •90. Композиционные материалы
- •95. Чугунное, стальное литье, литье цветных металлов
- •96. Литье в кокиль, литье под давлением
- •97. Центробежное литье, непрерывное и полунепрерывное литье
- •98. Электрошлаковое литье, литье вакуумным всасыванием и выжиманием
- •99. Пластическая деформация
- •100. Прокатка
- •101. Волочение, прессование
- •102. Ковка
- •103. Горячая штамповка
- •104. Электрогидравлическая, холодная штамповка, штамповка взрывом
- •105. Назначение и применение сварки
- •106. Дуговая и газовая сварка
- •107. Плазменная, электронно-лучевая, лазерная сварка
- •108. Сварка давлением и другие виды сварки
- •109. Резка металлов
- •110. Пайка металлов
- •111. Основы резания металлов
- •112. Геометрия режущего инструмента
- •113. Углы заточки и углы режущей части
- •114. Сила и скорость резания
- •115. Выбор режимов резания и время обработки
- •116. Обработка на токарных станках
- •117. Обработка на сверлильных и расточных станках
- •118. Обработка на фрезерных станках
- •119. Обработка на строгальных, долбежных и протяжных станках
- •120. Процесс и методы шлифования
- •121. Шлифовальные, заточные и отделочные станки
- •122. Электрофизические способы обработки металлов
- •123. Электрохимические способы обработки металлов
60. Термообработка серого и белого чугуна
Серый литейный чугун подвергают отжигу, нормализации, закалке, отпуску, поверхностному упрочнению.
Отжиг чугунных отливок производят для уменьшения внутренних напряжений и устранения отбела. В первом случае отжиг осуществляют путем медленного нагрева скоростью 75—100°С в час до температуры 500—550 оС. При этой температуре изделия выдерживают от 2 до 5 ч и медленно охлаждают вместе с печью до температуры 250 оС, затем — на воздухе. Отбел — это твердая поверхностная корка, состоящая из цементита, обращавшегося при литье серого чугуна в металлические формы. Для устранения отбела при отжиге изделия нагревают до температуры 850—870°С, выдерживают при этой температуре 1—5 ч, после чего охлаждают вместе с печью до температуры 500 оС, а затем — на воздухе. В результате твердость поверхностного слоя уменьшается. Нормализации подвергают отливки простой формы и небольших сечений путем нагрева их до температуры 850— 900 оС, при этой температуре выдерживают 2—3 ч, а затем охлаждают на воздухе. Нормализацию применяют редко, более часто используют закалку с отпуском. В результате закалки прочность чугунных отливок повышается. Закалку производят нагревом до температуры 850—900 оС с последующим охлаждением в воде. Твердость чугуна при этом составляет 450—550 НВ. Для деталей, работающих на истирание, применяют низкий отпуск при температуре 550-600 оС. Белый чугун ввиду высокой твердости и хрупкости практически не поддается обработке резанием. Поэтому его подвергают специальной термообработке с целью повысить прочность и пластичность. В результате этой термообработки образуется ковкий чугун. Ковкий чугун получают длительным отжигом отливок из белого чугуна в нейтральной или окислительной среде при температурах 950— 1000 оС. Графитизирующий отжиг производят в нейтральной среде (речной песок). При этом цементит разлагается с образованием графита и феррита. Такой чугун называется ферритным. Длительность процесса составляет 20—25 ч, иногда несколько суток. При отжиге в окислительной среде чугун обезуглероживается. Полученная структура становится перлитной. Нормализацию производят при температуре 850— 900 оС с выдержкой при этой температуре в течение 1—1,5 ч с последующим охлаждением на воздухе. Если после этого отливки имеют повышенную твердость, их подвергают высокому отпуску при температуре 650—680 оС с выдержкой в течение 1—2 ч.
В ряде случаев изделия из ковкого чугуна закаливают с целью дальнейшего повышения твердости и износоустойчивости за счет снижения пластичности.
61. Получение алюминия
Алюминий получают из бокситов и нефелинов. Химический состав бокситов выражается формулой Na2(K2)OAl2O3 •2SiO2. Бокситы содержат в своем составе 30—70% глинозема А12O3, 2-20% кремнезема SiO2, 2—50% окиси железа Fe2O3 и 0,1-10% окиси титана ТiO2.
Производство алюминия состоит из двух основных процессов:
получения глинозема А12O3 из бокситов;
восстановления металлического алюминия электролизом из раствора глинозема в расплавленном криолите (Na3AlF6).
Электролитом служат криолит с добавлением 8— 10% глинозема, а также А1F3 и NaF. Образующийся в результате электролиза жидкий алюминий собирается на дне ванны под слоем электролита. Его называют алюминием-сырцом. Алюминий-сырец содержит металлические (Fe, Si, Cu, Zn и др.) и неметаллические (С, Аl2O3 и др.) примеси, а также газы — кислород, водород, окись и двуокись углерода и др. Эти примеси удаляют хлорированием жидкого алюминия-сырца в ковше. Образующийся при этом парообразный хлористый алюминий А1С13, проходя через расплавленный алюминий, обволакивает пузырьками частицы примесей и выносит их вместе с газами, растворенными в алюминии.
Первичный алюминий (ГОСТ 11069-74) делят на следующие группы:
1) алюминий особой чистоты (марка А999); 2) алюминий высокой чистоты (4 марки); 3) алюминий технической чистоты. ГОСТом предусмотрены восемь марок, допускающих содержание примесей 0,15—1%. Название марки указывает ее чистоту. Например, марка А8 обозначает, что в металле содержится 99,8% алюминия, а в марке А99 — 99,99%.
Алюминий — легкий металл серебристо-белого цвета с высокой электро- и теплопроводностью; плотность его 2700 кг/м3, температура плавления зависит от чистоты и колеблется в пределах 660—6670С. В отожженном состоянии алюминий имеет малую прочность (σB= 80—100 МПа), низкую твердость (НВ = 20—40), но обладает высокой пластичностью (δ = 35-40%).
Алюминий хорошо обрабатывается давлением, сваривается, но плохо поддается резанию. Имеет высокую стойкость против атмосферной коррозии и в пресной воде. На воздухе алюминий быстро окисляется, покрываясь тонкой плотной пленкой окиси, которая не пропускает кислород в толщу металла, что и обеспечивает его защиту от коррозии.