Добавил:
Leshy
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Материаловедение (Бормотов А) / материаловедение / (презентация) Материаловедение.pptx
X
- •ФБГОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р Е. Алексеева»
- •Литература
- •Методические материалы
- •Материаловедение – наука, изучающая связь между химическим составом, структурой и свойствами материалов и
- •Агрегатное состояние вещества (на примере кислорода О2)
- •Модель расположения частиц в веществе
- •Поведение при нагреве кристаллического и аморфного вещества
- •Требования, предъявляемые к материалам:
- •Механические свойства
- •Механические свойства
- •Механические свойства
- •Механические свойства
- •Механические свойства
- •Механические свойства
- •Физические свойства
- •Физические свойства
- •Физические свойства
- •Физические свойства
- •Физические свойства
- •Физические свойства
- •Металлы и сплавы
- •Классификация металлов и сплавов
- •Температура плавления металлов
- •Плотность металлов
- •Физические и механические свойства металлов
- •Общие свойства металлических материалов
- •«Металлы суть светлые тела, которые ковать можно. Таких тел находим только шесть…»
- •Методы исследования структуры материалов
- •Уровни структуры металлических материалов
- •Кристаллическая решётка
- •Решётки Бравэ
- •Атомно-кристаллическое строение металлов
- •Объёмноцентрированная кубическая решётка
- •Гранецентрированная кубическая решётка
- •Гексагональная плотноупакованная решётка
- •Поры в кристаллических решётках
- •Поры в решётках ГЦК, ОЦК и ГП
- •Дефекты кристаллической решётки
- •Дефекты кристаллической решётки:
- •Точечные дефекты
- •Комплексы точечных дефектов
- •Линейные дефекты
- •Модель трансляционного сдвига
- •Краевая дислокация
- •Краевая дислокация
- •Положительные и отрицательные дислокации
- •Модель скольжения краевой дислокации
- •Механизм пластической деформации
- •Винтовая дислокация
- •Винтовая дислокация
- •Смешанные дислокации
- •Движение дислокации в кристалле
- •Плотность дислокаций
- •Границы зерен
- •Малоугловые границы возникают при росте кристаллов из расплава, при пластической деформации и при
- •Малоугловые и высокоугловые границы
- •Двойники
- •Микроструктура аустенитных зёрен с двойниками
- •Кристаллизация
- •Метод термического анализа
- •Движущая сила процесса кристаллизации – разность свободных энергий G, возникающая при переохлаждении сплава.
- •Схема кристаллизации металла
- •Модели расположения атомов в фазах
- •Схема макроструктур слитков
- •Полиморфизм железа
- •Теория сплавов и диаграммы состояния
- •Углеродистая сталь
- •Массовая доля серы и фосфора в углеродистых сталях, %, не более
- •Влияние углерода на свойства стали
- •Классификация углеродистых сталей
- •Микроструктуры углеродистых доэвтектоидных сталей и схемы их зарисовки
- •Сталь 40
- •Сталь У8 (0,8%С)
- •Сталь У10
- •Требования к конструкционным сталям
- •Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества, ГОСТ 380–94
- •Механические свойства проката из
- •Требования к инструментальным сталям
- •Механические свойства инструментальной нелегированной термически обработанной металлопродукции из стали
- •Структуры белых чугунов
- •Внешний вид графитных включений и схемы их зарисовки
- •Структура серых чугунов и схемы их зарисовки
- •Механические свойства некоторых серых чугунов ( ГОСТ 1412-85)
- •Структуры ковких чугунов и схемы их зарисовки
- •Механические свойства ковкого чугуна (ГОСТ 1215–79)
- •Структуры высокопрочных чугунов и схемы их зарисовки
- •Механические свойства чугуна с шаровидным графитом для отливок (ГОСТ 7293–85)
- •Твёрдость чугунов не зависит от формы графита, а определяется типом металлической основы
- •Фазовые превращения с сплавах Fe-C в твёрдом состоянии
- •Основные превращения в сталях
- •Превращение перлита в аустенит
- •Рост аустенитного зерна при нагреве
- •Диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали
- •Превращение аустенита при охлаждении
- •Продукты перлитного превращения
- •Мартенситное превращение
- •Мартенситное превращение в сталях
- •Структура мартенсита
- •Промежуточное (бейнитное) превращение
- •Превращения при отпуске
- •Структуры отпуска
- •Влияние температуры отпуска на свойства стали
- •Термическая обработка
- •Неполная и полная термообработка
- •Отжиг
- •Отжиг и нормализация
- •Структуры до и после отжига сталей
- •Закалка
- •Среднее время нагрева деталей из углеродистых сталей
- •Технология закалки
- •Дефекты, возникающие при закалке
- •Отпуск
- •Прокаливаемость
- •Прокаливаемость
- •Прокаливаемость
- •Поверхностное упрочнение
- •Индукционная закалка (закалка ТВЧ)
- •Преимущества закалки ТВЧ:
- •Химико-термическая обработка
- •Цементация
- •Структура цементованного слоя
- •Термообработка стали после цементации
- •Азотирование
- •Азотирование
- •Цианирование и нитроцементация
- •Цианирование и нитроцементация
- •Легированные стали
- •Роль легирующих элементов
- •Влияние легирующих элементов на механические и технологические свойства сталей
- •Взаимодействие легирующих элементов с углеродом
- •Влияние легирующих элементов на диаграмму изотермического превращения аустенита
- •Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа и устойчивость аустенита
- •Структурные классы легированных сталей
- •Маркировка легированных сталей
- •Маркировка легированных сталей
- •Конструкционные легированные стали
- •Цементуемые стали
- •Свойства цементуемых сталей
- •Улучшаемые стали (ГОСТ 4543–51)
- •Свойства улучшаемых сталей
- •Строительные стали
- •Рессорно-пружинные стали
- •Подшипниковые стали (ГОСТ 801–78)
- •Стали с особыми свойствами
- •Коррозионно-стойкие стали
- •Коррозионно-стойкие стали
- •Коррозионно-стойкие стали ферритного класса
- •Коррозионно-стойкие стали мартенситного и аустенитного классов
- •Марка
- •Применение хромистых коррозионно-стойких сталей
- •Жаростойкие материалы
- •Химический состав (ГОСТ 5632–72)
- •Инструментальные легированные стали
- •Стали для измерительного инструмента
- •Стали для режущих инструментов
- •Схемы термической обработки быстрорежущих сталей
- •Стали для штампового инструмента
- •Цветные металлы и сплавы
- •Характеристика алюминия
- •Алюминиевые сплавы
- •Маркировка алюминиевых сплавов
- •Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- •Термическая обработка алюминиевых сплавов
- •Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- •Литейные алюминиевые сплавы
- •Силумины
- •Магний и его сплавы
- •Деформируемые магниевые сплавы
- •Литейные магниевые сплавы
- •Основные свойства меди
- •Влияние примесей на структуру и свойства меди
- •Марки меди и ее применение (ГОСТ 859–2001)
- •Латуни
- •Диаграмма состояния медь – цинк
- •.. Zn удешевляетВлияние примесейлатуни, улучшаетна свойстваих латунейобрабатываемость. Применениерезанием,латунейспособность прирабатываться и противостоять износу. При
- •Механические свойства латуней
- •Бронзы
- •Оловянистые бронзы
- •Алюминиевые бронзы cодержатБронзы9-11 % Al (БрА10Ж4Н4). Они обладают хорошими технологическими и механическими свойствами.
- •Титан и его сплавы
- •Влияние легирующих элементов на полиморфизм Ti
- •Классификация титановых сплавов
- •Химический состав, тип структуры и свойства основных титановых сплавов
- •Деформируемые титановые сплавы
- •Деформируемые титановые сплавы
- •Деформируемые титановые сплавы
- •Литейные сплавы титана
- •Неметаллические материалы
- •Общая характеристика неметаллических материалов
- •Полимеры
- •Классификация полимеров
- •Классификация полимеров
- •Классификация полимеров
- •Классификация полимеров
- •Физические состояния полимеров
- •Свойства полимеров
- •Свойства полимеров (продолжение)
- •Пластмассы
- •Классификация пластмасс
- •Общие свойства пластмасс
- •Области применения пластмасс
- •Термопласты
- •Термопласты
- •Термопласты
- •Термопласты
- •Термопласты
- •Свойства некоторых термопластов
- •Области применения некоторых термопластов
- •Реактопласты
- •Реактопласты с волокнистым наполнителем
- •Слоистые пластики
- •Пластмассы с газовоздушным наполнителем
- •Неорганическое стекло
- •Состав стекла
- •Классификация стекла
- •Свойства стекла
- •Повышение прочности стекла
- •Применение стекла
- •Применение стекла
- •Применение стекла
- •Применение стекла
- •Применение стекла
- •Применение стекла
- •Ситаллы
- •Свойства ситаллов
- •Применение ситаллов
- •Керамика
- •Структура керамики
- •Структура керамики
- •Фазовый состав керамики
- •Свойства керамических материалов
- •Классификация керамики
- •Строительная керамика
- •Техническая керамика на основе оксидов
- •Техническая керамика на основе оксидов
- •Бескислородная техническая керамика
- •Бескислородная керамика
- •Свойства оксидной керамики
- •Свойства бескислородной керамики
- •Композиционные материалы (КМ)
- •Классификация композиционных материалов
- •Схемы строения композиционных материалов
- •Классификация конструкционных тканей
- •Дисперсно-упрочненные КМ
- •Дисперсно-упрочненные КМ с металлической матрицей
- •Свойства САП
- •Микросферостеклотекстолиты
- •Волокнистые композиционные материалы
- •Свойства волокон
- •Физико-механические свойства КМ с металлической матрицей
- •Препреги
- •Волокнистые КМ с неметаллической матрицей
- •Волокнистые КМ с неметаллической матрицей
- •Волокнистые КМ с неметаллической матрицей
- •Волокнистые КМ с неметаллической матрицей
- •Свойства ВКМ на неметаллической матрице
- •Интеллектуальные КМ
- •Слоистые металлополимерные КМ
- •Материалы, используемые при изготовлении самолёта СУ-25
Структуры ковких чугунов и схемы их зарисовки
а |
б |
в |
а – ферритный ковкий чугун, ×200; б – ферритно-перлитный ковкий чугун, ×200; в – перлитный ковкий чугун, ×200
95
Механические свойства ковкого чугуна (ГОСТ 1215–79)
Марка
чугуна
КЧ 30-6 КЧ 37-12 КЧ45-7 КЧ 60-3 КЧ 80-1,5
в, МПа |
, %, не менее |
Твердость, НВ |
(кгс/мм2), |
|
|
не менее |
|
|
294(30) |
6 |
100–163 |
362(37) |
12 |
110–163 |
441(45) |
7 |
150–207 |
588(60) |
3 |
200–269 |
784(80) |
1,5 |
270–320 |
96
97
Структуры высокопрочных чугунов и схемы их зарисовки
а |
б |
а– высокопрочный чугун на ферритной основе;
б– высокопрочный чугун на ферритно-перлитной основе
98
Механические свойства чугуна с шаровидным графитом для отливок (ГОСТ 7293–85)
Марка
чугуна
ВЧ35 ВЧ45
ВЧ60 
ВЧ80 
ВЧ100
Структура металличес- кой основы
Ф
Ф+П
П
П
Бейнит
в, МПа |
0,2, Мпа |
, % |
Твердость, НВ |
(кгс/мм2) |
(кгс/мм2) |
||
350(35) |
220(22) |
22 |
140–170 |
450(45) |
310(31) |
10 |
140–225 |
600(60) |
370(37) |
3 |
192–277 |
800(80) |
480(48) |
2 |
218–351 |
1000(100) |
700(70) |
2 |
270–360 |
99
Твёрдость чугунов не зависит от формы графита, а определяется типом металлической основы
соР т т врё сод ит
100
Фазовые превращения с сплавах Fe-C в твёрдом состоянии
Фазовые превращения в сталях и чугунах вызываются тем, что из-за изменившихся условий (например, Т) старое состояние оказывается менее устойчивым, чем новое, с меньшей свободной энергией.
Изменение состояния стали происходит при переходе через её
критические точки.
Обозначения критических точек:
Равновесная |
Линия |
При нагреве |
|
При охлаждении |
точка |
диаграммы |
|
|
|
А1 |
PSK |
Аc1 |
> |
Аr1 |
A2 |
MO |
Ac2 |
> |
Ar2 |
A3 |
GS |
Ac3 |
> |
Ar3 |
Am |
SE |
Acm |
> |
Arm |
A4 |
NJ |
Ac4 |
> |
Ar4 |
101
Основные превращения в сталях
П → А |
выше А1 |
А → П |
ниже А1 |
А → М |
при охлаждении со скоростью |
|
больше V кр |
А → Б |
изотермически при охлаждении в |
|
некотором интервале температур |
М → Ф+К |
при нагреве в определённом |
|
интервале температур |
102
Превращение перлита в аустенит
(Ф0,02+Ц6,67 → А0,8)
Превращение состоит из двух параллельно идущих процессов:
-полиморфного Feα→ Feγ превращения;
-растворения цементита (Fe3С) в аустените Feγ(С)
Стадии процесса:
•Образование зародышей аустенита в перлите на границе феррита и цементита.
•Рост аустенитного зерна за счёт полного растворения остатков цементита.
•Гомогенизация аустенита.
Рост аустенитного зерна при нагреве
Т, ○С
Ас1
104
Соседние файлы в папке материаловедение