
- •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
Углерод- углеродный материал.
Матрица углеродная, упрочнитель- углеродные волокна. Волокна наматываются на форму, помешают в печь с Тдо1100оС, впускают метан (аналогично цементации), в результате метан разлагается и атомарныйуглерод оседает на волокна, прочно их сцепляет.
Маркировка: КУП-ВМ.
Материал обладает высоким коэффициентом трения 0,35-0,45при малом износе0,7-1мкм на торможение, по прочности превосходит обычные графиты в 5-10 раз. Обладает высокой химической стоикостью.
Применение:тепловые панели, тормозные диски, футировка в химической промышленности.
Боропласты(бооволокниты).
Матрица -полимерное связующее смола, упрочнитель -борные волокна. Борные волокна получают путем пропускания через нагретую тонкую вольфрамовую нить, боросодержащего газа. (d=90-150мкм,σв=280-320кг/мм2)На поверхности волокна образуются бориды вольфрама.
Борные волокна имеют на поверхности ячеистую структуру, что обеспечивает хорошее сцепление с матрицей. Работает в окислительной среде: Тдо400˚С.
В отличии от углеродных волокон :выше модуль упругости., выше электро– теплопроводности,выше прочность на сжатие,низкая ползучесть,высокая твердость.
Маркировка:
КМБ-1-Траб до200˚С. на основе эпоксидной и фенольной смолы.
КМБ-2 Траб до300˚С. на основе полиимиднои смолы
КМБ-3 - Траб до100˚С. на основе эпоксидноанилиноформальдегидной смолы
Высокая усталостная прочность,стойки к воздействию радиации,воде органическим растворителям и горюче-смазочным материалам,повышенная тепло и электропроводн,прочность при сжатии выше чем у карбоволокнитов в2-2,5раза.
Применение:профили,панели,перегородки, лопатки компрессоров, трансмиссионные валы вертолетов.
Органоволокниты.
Матрицы -полимерное связующее смола, упрочнитель -органические волокна. Волокна бывают: жесткие – винол, ароматические полиамиды.,гибкие – капрон, лавсан,нитрон
Так как матрица и упрочнитель полимерный материал, обеспечивается хорошее сцепление, одинаковый коэффициент линейного и объёмного расширения, поэтому материал хорошо воспринимается. резкий перепад температур..Структура бездефектная,пористость не более1-3%. Превосходят все другие
К.М. материалы по ударной вязкости.
Работают большинство приТдо100-150,на основе полиимиднойсмолы до200-300оС.
Свойство:аналогичны пластмассам.
Применение емкости, трубы, обшивка катеров.и.т.д.
Дисперсно-упрочненные композиционные материалы
В качестве( наполнителей содержат дисперсные частипы тугоплавких фаз — оксидов, нитридов, боридов, карбидов (AI=O3. SiO,, SiC, BN и др.). Эти тугоплавкие соединения имеют высокий модуль упругости, низкую плотность, не взаимодействуют с материалом матриц. Основную нагруаку в этих материалах воспринимает матрица, а дисперсные частицы упрочнителя препятствуют движению дислокаций, тем самым повышая прочность материала.
Высокая прочность достигается при размере частиц 10—500 нм при среднем расстоянии между ними 100— 500 нм и равномерном распределении их в матрице. Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы для различных металлов неодинаково, но обычно не превышает 5—10 % (объемн.).
Использование в качестве упрочняющих фаз стабильных тугоплавких соединений (оксиды тория, гафния, иттрия, сложные соединения оксидов и редкоземельных металлов), не растворяющихся в матричном металле, позволяет сохранить высокую прочность материала до 0,9—0,95Гпл. В связи с этим такие материалы чаще применяют как жаропрочные.
По сравнению с волокниешми композиционными материалами дисперсно-упрочненные обладают большей изотропностью свойств.
1)САП1-САП4(А1от6до22% А12О3) спеченная алюминиевая пудра характерны: высокая прочность, жаропрочность, коррозионная стойкость и термическая стабильность свойств.
По жаропрочности САП превосходит все алюминиевые сплавы, его используют для изготовления деталей, работающих при температурах до 500оС, когда требуется также высокая прочность и коррозионная стойкость, САП хорошо обрабатывается давлением, резанием, удовлетворительно сваривается. Благодаря своим свойствам САП нашел широкое примерение в самолето- и судостроении, в атомных реакторах, в электротехнической и химической промышленности. Из САП изготовляют поршневые штоки, лопатки компрессоров, обмотки электродвигателей, теплообменники, вентили управляющей системы реактивных двигателей и др,
2) ВДУ1,ВДУ2.Наиболее высокую жаропрочность имеют сплавы на основе никеля с 2—3 % (объемн.) двуоксида тория (сплав ВДУ-1) или двуоксида гафния (ВДУ-2). При температуре 1200 °С сплав ВДУ-1 имеет σ100 = 75 МПа, а сплав ВДУ-2-55 МПа. Эти сплавы легко подвергаются ковке, штамповке и другим видам деформации.