Введение

Материалы были и остаются основным звеном в решении многих инженерных задач при разработке изделий и устройств энергетики, электротехники, электроники и т. п.

Для рационального применения материалов необходимо знание их физических, механических, электрических свойств, понимание закономерностей изменений этих свойств при изменении условий их эксплуатации.

Изучение конструкционных и электротехнических материалов представляет собой комплексную научную дисциплину «Материаловедение». Она подготовит студентов к усвоению таких специальных дисциплин, как «Электрические измерения», «Электрические машины», «Основы промышленной электроники» и др.

Третья часть конспекта лекций начинается с раздела «Легированные стали». Рассматриваются их классификация и принципы маркировки. Дается характеристика основных групп конструкционных сталей. Приведены инструментальные стали и сплавы для режущих инструментов.

Во втором разделе дается характеристика основных металлокерамических твердых сплавов, используемых при механической обработке различных материалов.

Третий раздел посвящен классификации электротехнических материалов. Он начинается с рассмотрения строения электротехнических материалов. Вторая часть раздела знакомит с основными диэлектриками, их особенностями и областью применения. Большая часть третьего раздела отведена проводниковым материалам, основу которых составляют медь, алюминий и их сплавы. Завершает раздел описание магнитных материалов, состоящих из магнитомягких и магнитотвердых материалов.

Возможно, объем отдельных разделов конспекта не согласуется с отводимым количеством часов учебного плана различных специальностей нашего вуза. В этом случае каждый лектор может исключить из рабочей программы дисциплины или отдельные подразделы, или целый раздел. Этот вопрос решает кафедра. Авторы конспекта лекций выражают уверенность в том, что он окажет существенную помощь студентам как очной, так и заочной формы обучения, изучающим дисциплину «Материаловедение».

1. Легированные стали

Легированными называют стали, в состав которых специально вводятся химические элементы, называемые легирующими; к ним относятся хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, титан и др.

Легированием стали (различными элементами в разных количествах) и применением термической обработки можно получить большую вязкость при одинаковой прочности по сравнению с углеродистой сталью, большую прочность и т. д. Однако преимущества легированных сталей заключаются не только в более высоких механических свойствах. Легированием можно изменить и физико-химические свойства стали, получить сталь нержавеющую, кислотостойкую, жаропрочную, немагнитную, с особыми тепловыми и электрическими свойствами. Влияние легирующих элементов на сталь очень велико.

1.1. Классификация и маркировка легированных сталей

В зависимости от содержания легирующих элементов стали делят на низко- (до 2,5 %), средне- (от 2,5 до 10 %) и высоколегированные (более 10 %). В зависимости от назначения легированные стали подразделяют на три группы: конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами (специальные стали).

Легированные стали маркируются сочетанием цифр и букв. Первое число указывает на содержание углерода: для конструкционных сталей (две цифры) – в сотых долях процента, для инструментальных – в десятых долях. Если впереди букв цифра отсутствует, то содержание углерода составляет 1 % или более. Затем следуют буквы русского алфавита, указывающие легирующие элементы. Обозначение легирующих элементов приведено в табл. 1.

Цифры, стоящие за буквами, указывают на среднее содержание легирующего элемента в целых процентах. Если за буквой цифра отсутствует, это значит, что данного элемента не более 1 %, если стоит цифра 1 – около 1,5 %. Буква А в конце марки обозначает, что сталь высококачественная, т. е. с пониженным содержанием серы и фосфора. Например, сталь марки 12ХН3А – конструкционная, содержащая 0,12 % углерода, до 1 % хрома, 3 % никеля, высококачественная.

Многие стали с особыми свойствами имеют свои названия и другой прин-цип маркировки.

Таблица 1

Обозначения легирующих элементов

Буква	Элемент	Буква	Элемент	Буква	Элемент
А Б В Г Д К	Азот Ниобий Вольфрам Марганец Медь Кобальт	М Н Р С Т Ф	Молибден Никель Бор Кремний Титан Ванадий	Х Ц Ю	Хром Цирконий или Кальций Алюминий