- •Введение
- •Раздел1 Физико-химические основы материаловедения.
- •Тема1.1.Строение и кристаллизация металлов.
- •Анизотропия
- •Кристаллическое строение реальных кристаллов.
- •Аллотропия
- •Кристаллизация металлов
- •Модифицирование.
- •Методы металографического и физико-химического анализа металлов. Макроанализ.
- •Микроанализ.
- •Рентгеновский анализ.
- •Дефектоскопия.
- •Тема1.2Пластическая деформация и рекристаллизация.
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •Тема1.3Механические свойства материалов.
- •Испытание на растяжение:
- •. Метод Бринелля:
- •Метод Роквелла
- •Метод Виккерса
- •Испытание на ударную вязкость.
- •Тема1.4Основные понятия о сплавах.
- •Диаграммы состояния двойных сплавов
- •Диаграммы состояния сплавов первого рода
- •Диаграмма состояния сплавов второго рода
- •Тема1.5 Основы металлургического производства. .Производство чугуна
- •Производств стали.
- •Конверторный способ:
- •Мартеновский способ:
- •Производство стали в электрических печах
- •Разливка стали и строение слитка
- •Тема1.6Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма Fe- Fe3c.
- •Кристаллизация чугунов.
- •Кристаллизация сталей.
- •Тема1.6Углеродистые стали , чугуны. Чугуны
- •Серый чугун( гост 1412—79)
- •.Модифицированный чугун
- •Высокопрочный чугун(7293-85)
- •Ковкий чугун(1215-79)
- •Легированные чугуны
- •Углеростые стали. Классификация углеродистых сталей.
- •Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •Конструкционная сталь обыкновенного качества.(гост380-71)
- •Качественные углеродистые стали (гост 1050—74)
- •Рессорно-пружинная сталь(гост14959-79)
- •Автоматная сталь(гост1414-75)
- •Углеродистые инструментальные стали ( гост 1435—74)
- •Тема1.8 Термическая обработка.Стали и чугуна.
- •Превращения в стали при нагреве
- •Превращение переохлажденного аустенита
- •Превращения в закаленной стали при нагреве
- •Термическое и деформационное старение углеродистой стали
- •Нормализация
- •Закалка.
- •Способы закалки
- •. Отпуск
- •Старение
- •Обработка стали холодом
- •Термомеханическая обработка стали
- •Тема1.9 Химико – термическая обработка.
- •Цементация
- •3)Жидкостная цементация.
- •Азотирование
- •Сульфоцианирование
- •Диффузионная металлизация.
- •Алитирование
- •Хромирование
- •Силицирование
- •Борирование
- •Раздел 2Конструкционные и инструментальные материалы.
- •Тема2.1Общие свойства легированных сталей..
- •Классификация легированных сталей по структуре
- •1.Влияние легирующих элементов на аллотропические превращения в железе.
- •Влияние легирующих элементов на карбидную фазу.
- •Влияние легирующих элементов:
- •Тема2.2 Конструкционные стали. Конструкционные (строительные) низколегированные стали (гост 19281—73).
- •Конструкционные цементуемые (нитроцементуемые) стали (гост 4543—71)
- •Конструкционные улучшаемые стали(гост 4543—71).
- •Мартенситно-стареющие высокопрочные стали
- •Рессорно-пружинные стали (гост 14959—79);.
- •Шарикоподшипниковые стали(гост 801—78).
- •Износостойкая (аустенитная) сталь
- •Тема2.3Стали и сплавы с особыми свойствами. Коррозионностойкие.Нержавеющие стали. (гост 5632—72)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали. Жаропрочность.
- •Окалиностойкость (жаростойкость)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали
- •Клапанные стали(гост 5632—72)
- •Котлотурбинные стали
- •Жаропрочные стали и сплавы для газовых турбин
- •Никелевые жаропрочные сплавы
- •Дисперсно упрочненные никелевые жаропрочные сплавы
- •Сплавы с высоким электрическим сопротивлением(гост 12766—67)
- •Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами
- •Магнитные стали и сплавы
- •Магнитно-твердые стали и сплавы
- •Тема2.4 Инструментальлые стали
- •Стали неглубокой прокаливаемости
- •Стали глубокой прокаливаемости
- •Быстрорежущие стали(гост 19265—73)
- •Штамповые стали
- •Теплостойкие штамповые стали
- •Стали для измерительных инструментов
- •Тема2.5Твердые сплавы (гост 3882—74) и свехтвердые режущие материалы.
- •Тема2.6 Цветные металлы и сплавы. Медь и ее сплавы.
- •Латуни(Гост 17711—80)
- •Алюминий и его сплавы
- •Классификация алюминиевых сплавов
- •Термическая обработка алюминиевых сплавов Отжиг
- •Закалка
- •Старение
- •Деформируемые не упрочняемые термической обработкой.
- •Литейные алюминиевые сплавы.
- •Магний и его сплавы. (гост804-72)
- •.Титан и его сплавы.
- •Термическая обработка титановых сплавов
- •Подшипниковые сплавы.
- •Тема2.7Коррозия металлов. Классификация и виды коррозии.
- •Защита металлов от коррозии.
- •Раздел3 Неметаллические материалы.
- •Тема3.1 Пластические массы.
- •Слоистые пластмассы
- •Термопластические полимерные материалы
- •Переработка пластмасс
- •Пенопласты
- •Тема3.2Резина, резинотехнические изделия. Исходное сырье. Каучук
- •Основные виды резины и их назначение
- •Тема3.3 Клеи,герметики,и лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов
- •Радел 4 Порошковые и композиционные материалы,их получение.
- •Тема 4.1 Порошковая металлургия.
- •Тема4.2Композиционные материалы с полимерной матрицей.
- •Волокнистые композиционные материалы с полимерной матрицей
- •Углепласты.(карбоволокниты)
- •Углерод- углеродный материал.
- •Боропласты(бооволокниты).
- •Органоволокниты.
- •Дисперсно-упрочненные композиционные материалы
- •Тема4.3Композиционные материалы с металлической матрицей
Влияние легирующих элементов:
Кремний-в количестве 1÷1,5% повышает прочность без снижения вязкости, при большем содержании увеличиваются электросопротивление и магнитопроницаемость. Он также увеличивает упругость, кислотостойкость, жаростойкость, В конструкционных сталях кремния содержится до 2%.
Марганец при содержании более 1% увеличивает твердость, износостойкость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности, способствует глубокой прокаливаемости стали и придает немагнитность. В конструкционных сталях его не более 2%.
Хром-дешевый элемент, широко применяется в л.с.(в конструкционных сталяхдо3%), повышают прочность и твердость, незначительно повышают пластичность и вязкость, увеличивает прокаливаемость стали. Благодаря высокой износоустойчивости из нее изготавливают подшипники качения. Хром вводится также вводится в состав быстрорежущей стали, а при содержании хрома>13% ,сталь становится нержавеющнй, при дальнейшем увеличении хрома, повышается устойчивость стали, против окисления при высоких температурах и ее магнитные свойства.
Никель- сообщает стали антикоррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару, уменьшает коэффицент теплового расширения. Никель увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем. В конструкционных сталях его содержится от 1 до 5%, при большем содержании получается немагнитная сталь и повышается антикоррозионная стойкость.
Вольфрам образует в стали очень твердые химические соединения— карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали. Он препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. При содержании не свыше 1,5% он присутствует в конструкционных сталях в количестве не более 22% вводится в инструментальную, сталь для улучшения режущих свойств и является присадкой в быстрорежущих сталях.
Молибден-повышает прочность и твердость стали и незначительно снижает пластичность и вязкость, уменьшает отпускную хрупкость. В количестве 0,2-0,6% он присутствует в конструкционных сталях. В инструментальных (быстрорежущих) сталях молибден повышает красностойкость. Он также сообщает стали жаростойкость.
Ванадий -повышает твердость стали, сообщает мелкозернистую структуру с повышенной упругостью и сопротивлением усталости, вводится в количестве 0,1—0,3% в конструкционные, 0,15— 0,65%—в инструментальные и до 2,5%—в быстрорежущие стали.
Алюминии-вводится в сталь, подвергаемую азотированию, для повышения твердости. Кроме того, при содержании 5—6% сообщает стали жаростойкость, 12—15% алюминия вводится в сплавы, идущие для изготовления постоянных магнитов с высокими магнитными свойствами.
Титан-повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерен, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии; добавляется 0,1—0,2%.
Ниобий-улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях; добавляется О,1—0,2%.
Бор-в количествах до 0,002% значительно увеличивает прокаливасмость, повышает ударную вязкость после низкого отпуск. Добавление даже 0,01% бора в жаропрочные сплавы повышает их жаропрочность.
Кобальт-повышает жаропрочность и магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.
Медь-увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.
Цезий-повышает прочность и особенно пластичность.
Цирконий-влияет на величину и рост зерна (измельчает зерно) и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.
Лантан и неодим уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно. Эти примеси вводят в нержавеющие, трансформаторные и жаростойкие стали.
Маркировка легированныхсталей.
Маркировка. Принято буквенно-цифровое обозначение, впереди стоит двухзначное число, содержание углерода в сотых долях, затем буквы , условное обозначение легирующих элементов. После каждой буквы цифра, содержания легирующего элемента в процентах. Если нет цифры легирующего элементов до 1,5 %. Если сталь высококачественная, в конце ставится буква “A”, если сталь литейная, то ставится в конце - “ Л“,
если особо высококачественная, в конце указывается способ переработки.
Виды обработки обозначаются индексами:
BИ (ВИП)—переплав в вакуумных индукционных печах;
Ш (ЭШП)—электрошлаковый переплав;
ВД (ВДП)—переплав в вакуумных дуговых печах;
ШД — вакуумно-дуговой переплав стали, полученной электрошлаковым переплавом;
ЭЛП — электронно-лучевой переплав;
ПДП — плазменно-дуговая плавка;
ОДП — обычная дуговая плавка.
Условное обозначение легирующих элементов
Х-хром. Н-никель. Т-титан. М-молибден. В-вольфрам. Ф-ванадий.
Г-марганец. С-кремний. Ю-алюминий. Д-медь. Б-ниобий. Р-бор. А (в середине)-азот.
Пример:12Х18Н9 (0,12 % С; 17—19 % Сг и 8—10% Ni).