Приложение а

Приложение б Кратные и дольные приставки к физическим единицам

Кратные и дольные приставки к физическим единицам широко применяются в обозначениях приборов, при записи условий задач, рисовании графиков, оформлении результатов расчетов и т. п.

Кратные приставки			Дольные приставки
Множитель	Приставка	Обозначение	Множитель	Приставка	Обозначение
1018	экса	Э	10–1	деци	д
1015	пета	П	10–2	санти	с
1012	тера	Т	10–3	милли	м
109	гига	Г	10–6	микро	мк
106	мега	М	10–9	нано	н
103	кило	к	10–12	пико	п
102	гекто	г	10–15	фемто	ф
101	дека	да	10–18	атто	а

Например, 2,6 пН = 2,610^–12 Н; 7,4 Мм/с = 7,410⁶ м/с; 2,0 мДж = 2,010^–3 Дж, 40 дал = 400 л = 0,4 м³, 437 мкг = 43710^–6 г (а не 43710^–3 кг, т. к. повторное применение кратных и дольных приставок при образовании физических единиц не допускается).

Приложение в Ориентировочный перевод значений твердости, определяемых по методу Бринелля, Роквелла и Виккерса

HB	HRA	HRC	HRB	HV	HB	HRA	HRC	HRB	HV
780	84	72	–	1234	229	61	20	100	228
745	83	70	–	1116	223	60	19	99	222
712	82	68	–	1022	217	60	17	98	217
682	81	66	–	941	212	59	15	97	213
673	80	64	–	868	207	59	14	95	208
627	79	62	–	804	201	58	13	94	201
601	78	60	–	746	197	58	12	93	197
578	78	58	–	694	192	57	11	92	192
555	77	56	–	650	187	57	9	92	186
534	76	54	–	606	183	56	8	90	183
514	75	52	–	587	179	56	7	90	178
495	74	50	–	551	174	55	6	89	174
477	74	49	–	534	170	55	4	88	171
461	73	48	–	502	167	54	3	87	166
444	73	46	–	474	163	53	2	86	162
429	72	45	–	460	159	53	1	85	159
415	72	43	–	435	156	–	–	84	155
401	71	42	–	423	152	–	–	83	152
388	71	41	–	401	149	–	–	82	149
375	70	40	–	390	146	–	–	81	148
363	70	39	–	386	143	–	–	80	143
352	69	38	–	361	140	–	–	79	140
341	68	36	–	344	137	–	–	78	138
331	67	35	–	334	134	–	–	77	134
321	67	33	–	320	131	–	–	76	131
311	66	32	–	311	128	–	–	75	129
302	66	31	–	303	126	–	–	74	127
293	65	30	–	292	123	–	–	73	123
285	65	29	–	285	121	–	–	72	121
277	64	28	–	278	118	–	–	71	118
269	64	27	–	270	116	–	–	70	116
262	63	26	–	261	114	–	–	68	115
255	63	25	–	255	111	–	–	67	113
248	62	24	–	249	110	–	–	66	110
241	62	23	102	240	109	–	–	65	109
235	61	21	101	235	107	–	–	64	108

Содержание

СПбГИЭУ – каф. управления качеством и машиноведения – доц. С.В. Сапунов 1

1(1). Предмет материаловедения. Историческая справка 2

2(2). Мировое производство основных материалов 2

3(3). Черные и цветные металлы, свойства и применение 3

4(4). Сталь как важнейший конструкционный материал 4

5. Способы получения и технологической обработки металлов и сплавов 4

6. Виды контроля, параметры и методы оценки качества материалов 6

7(12). Механические испытания материалов 7

8(13). Испытание на растяжение 7

9. Испытания на изгиб и сжатие 10

10(14). Определение твердости 10

11(15). Определение ударной вязкости при изгибе 12

12. Испытание на вязкость разрушения 13

13. Испытание на усталость. Живучесть 14

14. Стандарты на материалы. Принципы маркировки и сортамент металлических материалов 16

15. Строение металлического слитка. Влияние на механические свойства величины зерна, способы регулирования 17

16(5). Строение металлов. Применение поликристаллических, монокристаллических и аморфных материалов в промышленности 18

17(6). Основные типы кристаллических решеток. Анизотропия кристаллов 19

18(7). Точечные, линейные и поверхностные дефекты в кристаллах, влияние на прочность 20

19(8). Деформация и разрушение металла. Упругая и пластическая деформация. Механизм пластической деформации. Наклёп 22

20(10). Возврат и рекристаллизация 24

21. Холодная и горячая деформация. Сверхпластичность. Структура и свойства сплавов после горячей обработки давлением 24

22(17). Полиморфные превращения 25

23(18). Строение сплавов. Твердые растворы, химические соединения, механические смеси 26

24. Диаграммы фазового равновесия 27

25. Правило фаз и правило отрезков 30

26. Ликвация в сплавах 31

27. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния 32

28(19). Фазы и структуры на диаграмме состояния железо-цементит 33

29(20). Железо и сплавы на его основе. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали 34

30(21). Легирующие элементы в стали. Влияние легирующих элементов на диаграмму состояния 35

31(22). Структурные классы легированных сталей 36

32(23). Цели легирования 36

33. Превращения аустенита при охлаждении. Термокинетическая диаграмма 36

34(24). Основные виды термической обработки. Предварительная и окончательная термообработка 39

35(25). Виды отжига и их назначение 39

36(26). Закалка и отпуск сталей. Поверхностная закалка 40

37(27). Искусственное и естественное старение сплавов 41

38. Виды брака при термообработке 42

39(28). Термомеханическая обработка и ее разновидности 43

40(29). Химико-термическая обработка, ее разновидности и применение 44

41(9). Объемное и поверхностное деформационное упрочнение 45

42(30). Классификация сталей 45

43(31). Конструкционные стали и сплавы, маркировка, свойства и область применения 46

44(32). Инструментальные стали и сплавы, маркировка, свойства и область применения 48

45(31.3). Стали и сплавы с особыми физическими свойствами 50

46(33). Белый, серый, высокопрочный, ковкий и легированный чугун, маркировка, структура, свойства и область применения 50

47(34). Магний и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения 52

48. Бериллий и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения 52

49(35). Алюминий и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения 53

50(36). Титан и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения 55

51(37). Медь и сплавы на ее основе, маркировка, свойства и область применения 55

52. Никель и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения 56

53(38). Тугоплавкие металлы и сплавы, маркировка, свойства и область применения 57

54(39). Антифрикционные материалы, маркировка, структура, свойства и область применения 58

55. (40). Неметаллические материалы. Классификация полимеров 59

56. (40). Пластические массы, состав, свойства и область применения 61

57. Эластомеры. Состав, классификация и свойства резин 63

58. Клеящие материалы и герметики, состав, классификация и свойства 64

59. Неорганические материалы. Графит, керамика, неорганическое стекло, ситаллы, свойства и область применения 65

60. Порошковые материалы, структура, свойства и область применения 67

61. Композиционные материалы с металлической и неметаллической матрицей, структура, свойства и область применения 68

62. Наноматериалы 69

63. Древесные материалы, классификация, свойства и область применения 71

64. Вспомогательные материалы. Смазочные и смазочно-охлаждающие материалы, асбест, бумага кожа, текстиль 73

65. Защитные и декоративные покрытия. Лакокрасочные, электролитические и горячие покрытия. Плакирование 74

Приложение А 78

Приложение Б 79

Приложение В 80

1 Североамериканская зона свободной торговли, в которую с 1994 г. входят США, Канада и Мексика.

* См. Приложение А.

2 От нем. «Stahl».

3 От греч. «pyr» – огонь.

4 От греч. «hýdōr» – вода.

5 От англ. «puddie» – перемешивать.

6 Эти способы предложены англ. металлургами Г. Бессемером в 1855 г., С. Дж. Томасом в 1878 г. и франц. металлургом П. Мартеном в 1864 г.

7 Первый микроскоп вероятно построил голл. мастер Захария Янсен в 1604 г. Более известным является другой голландец – конструктор микроскопов – Антони ван Левенгук (1632–1723 гг.).

8 Серия работ по созданию электронных микроскопов в США на рубеже 30-х – 40-х гг. ХХ в. была выполнена В.К. Зворыкиным, больше известным в качестве изобретателя электронного телевидения.

9 СТМ и АСМ разработаны сотрудниками компании IBM в 80-х гг. ХХ в. За разработку теоретических основ создания СТМ Г. Бининг и Г. Рорер получили Нобелевскую премию по физике в 1985 г.

* См. Приложение Б.

10 Момент сопротивления W рассчитывают для прямоугольного сечения образца по формуле bh²/6, а для круглого сечения – πd³/32, где h, b, d – высота, ширина и диаметр образцов.

11 Методы Бринелля, Роквелла и Виккерса разработаны, соответственно, в 1900, 1920 и 1924 г.

12 В нашей стране шарики диаметром 2,0 и 1,0 мм, а также нагрузки менее 62,5 кгс обычно не используются.

13 1 дюйм равен 25,4 мм.

14 Разработчики микротвердомера ПМТ-3 М.М. Хрущов и Е.С. Беркович в 1947 г. были отмечены Государственной премией СССР.

15 Метод франц. инженера Г. Шарпи предложен в 1901 г., введен в международную практику в 1909 г.

16 Методику построения сериальных кривых хладноломкости, а затем и теорию хладноломкости металлов разработал Н.Н. Давиденков (1879–1962 гг.).

 Подробнее см. пп. 42–44.

17 От англ. «bloom».

18 От англ. «slab» – плита.

* См. п. 18.

*^* О деформационной анизотропии в поликристаллических материалах см. п. 19.

19 От греч. «ámorphos» – бесформенный.

20 Поэтому металлы обладают большей плотностью, чем неметаллы.

21 От лат. «vacans» – пустующий, свободный.

22 От лат. «dislocatio» – смещение, перемещение.

23 От англ. «whisker» – усы (кошки, тигра и т. п.).

24 Предел прочности нитевидных кристаллов железа составляет 13000 МПа, меди 3000 МПа и цинка 2250 МПа, по сравнению с пределом прочности технического железа 300 МПа, меди 260 МПа и цинка 180 МПа.

* См. п. 19.

25 Изменение структуры различных металлов и сплавов, подвергаемых пластическому деформированию, исследовал С.Т. Конобеевский (1880–1970 гг.).

 Подробнее см. п. 35.

*^* См. п. 19.

26 Явление сверхпластичности открыто и детально изучено акад. А.А. Бочваром (1902–1984 гг.).

27 От франц. «domaine» – владение, поместье. Домены представляют собой области внутри зерен с однонаправленной намагниченностью.

28 Парамагнитное α-железо раньше называли β-железом.

29 Причиной ферромагнетизма является положительное обменное взаимодействие электронов незаполненных оболочек атомов переходных металлов, приводящее к параллельности спинов этих электронов, а, следовательно, к параллельности их магнитных моментов, т. е. самопроизвольной намагниченности.

30 От лат. «ferrum» – железо.

31 От имени англ. металлурга У. Робертса-Остена (1843–1902 гг.).

32 От имени амер. физика, исследователя термодинамических процессов Дж. В. Гиббса (1839–1903 гг.).

33 От лат. «liquatio» – разжижение, плавление.

34 От франц. «perle» – жемчуг.

35 От имени нем. металлурга А. Ледебура (1837–1906 гг.).

36 Хладноломкость особенно присуща сплавам на основе металлов с ОЦК решеткой. Хладноломкость снижают путем очистки металла от вредных примесей, легированием и термообработкой.

37 Англ. металлург Р.А. Гадфильд в 1883 г. разработал износостойкую высокомарганцевую сталь. О создании никелевой стали впервые заявил шотл. инженер Дж. Райли в 1889 г. В 1902 г. амер. изобретатели Ф. Тейлор и М. Уайт получили вольфрамовую быстрорежущую сталь, применение которой позволило резко повысить производительность труда в машиностроении. В 1912 г. в Германии на заводах Круппа была выплавлена хромоникелевая нержавеющая сталь. В 1913 г. англичанин Г. Бреарли обнаружил способность стали с высоким содержанием хрома сопротивляться кислотной коррозии.

* См. п. 33.

38 Изучение фазовых превращений в различных сплавах и доказательство существования переохлажденного аустенита в сталях было выполнено акад. А.А. Байковым (1870–1946 гг.).

39 От имени англ. ученого Г.К. Сорби (1826–1908 гг.).

40 От имени франц. химика Л.-Ж. Труста (1825–1911 гг.).

41 От имени нем. металловеда А. Мартенса (1850–1914 гг.).

42 От имени амер. металлурга Э. Бейна (1891–1974 гг.).

43 Название дано в честь австрийского ученого А. фон Видманштеттена (1754–1849 гг.), впервые описавшего в 1808 г. подобную структуру в железном метеорите.

 См. п. 19.

44 Уральский инженер Б.Г. Козин предложил и успешно опробовал способ поверхностного наклепа деталей сложной формы с помощью сжатой до очень высокого давления (400…600 МПа) струи воды.

45 Фреттинг-коррозия – коррозия при минимальном повторяющемся (локальном) перемещении двух сопрягающихся поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды, вследствие непрерывного разрушения защитной оксидной пленки. Характерна для болтовых и заклепочных соединений, посадочных поверхностей подшипников качения и шестерен, листовых рессор и т. п.

46 Примерно 80 % выплавляемого чугуна предназначено для передела в сталь.

47 В конце XIX в. мировую известность приобрело каслинское (г. Касли в Челябинской обл.) чугунное художественное литье, лучшие образцы которого продавались по цене золота.

48 От лат. «vermiculus» – червячок.

49 Тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) ядерного реактора представляет собой металлическую трубку, заполненную делящимся материалом, например, UO₂.

50 Медь является важнейшим легирующим элементом, используемым при создании алюминиевых сплавов повышенной прочности, в том числе дуралюминов (дюралей) – от лат. «durus» – твердый.

51 В создании многих высокопрочных сплавов (от В95 для ТУ-16 и ТУ-104 до сверхлегких алюминиево-литиевых сплавов 1420 и 1441 для МиГ-29 и истребителей 5 поколения) принимал непосредственное участие патриарх советского материаловедения акад. И.Н. Фридляндер (род. в 1913 г.)

 См. п. 65.2.

*^* См. п. 45.

52 В скобках указана температура плавления в ^оС.

53 От имени амер. изобретателя И. Баббита (1799–1862 гг.).

 Порошковые антифрикционные материалы рассмотрены в п. 60.

54 Молекулярная масса измеряется в атомных единицах массы (а. е. м.), представляющих собой ¹/₁₂ часть массы атома изотопа углерода ¹²С.

55 У полярных молекул есть дипольный момент, у неполярных – нет. Дипольный момент – произведение расстояния между разными полюсами на их заряд.

56 Термопласты составляют примерно 2/3 от мирового объема производства синтетических полимеров.

57 Фенолоформальдегидная смола – продукт поликонденсации фенола с формальдегидом – впервые синтезирована в 1907 г. бельг.-амер. химиком Л. Бакеландом (1863–1944 гг.) и приобрела торговое название бакелит.

58 За последние четверть века мировое производство полимерных материалов возросло в 2,8 раза, в то время как производство стали увеличилось только в 1,7 раза.

59 Западная Европа потребляет более 16 % производимых в мире полимерных материалов; из них 43 % приходится на упаковку, 20 % используется в строительстве, 8 % – в автомобилестроении.

60 Длительность эксплуатации стабилизированных полимеров значительно возрастает, например, срок наступления хрупкости полиэтилена, стабилизированного сажей, составляет свыше 5 лет; а трубы из поливинилхлорида могут работать 10…25 лет.

61 Винипласт получают путем введения до 10 % пластификатора в поливинилхлорид.

62 Плексиглас – листовой полиметилметакрилат – разновидность органического стекла.

63 Политетрафторэтилен или «фторопласт-4» – продукт полимеризации тетрафторэтилена.

64 АВS – акрилонитрилбутадиенстирол – широко распространенный в промышленности, ударопрочный пластик на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом – разновидность полистирола.

65 Гетинакс – слоистый пластик на основе бумаги, пропитанной чаще всего фенолоформальдегидной смолой.

66 Текстолит – слоистый пластик на основе хлопчатобумажной ткани, пропитанной чаще всего феноло- или крезолоформальдегидной смолой.

67 Карболит – фенолоформальдегидная смола с наполнителем, отвержденная в присутствии нефтяных сульфокислот.

68 Пенопласты содержат преимущественно замкнутые, поропласты – сообщающиеся поры; изготавливаются путем вспенивания полиуретана, полистирола, поливинилхлорида и т. п.

69 Способ производства первого в мире синтетического полибутадиенового каучука СКБ был найден С.В. Лебедевым в 1921 г., а затем осуществлен в СССР в промышленном масштабе в 1928–1930 гг. Первоначально, исходный бутадиен производили из дефицитного этилового спирта; потом разработали его получение из бутана попутного нефтяного газа, который до сих пор не полностью востребован и просто сжигается в атмосфере.

70 Способ горячей вулканизации натурального каучука открыл в 1839 г. амер. изобретатель Ч. Гудьир.

71 Работоспособность клеевых соединений зависит, прежде всего, от процессов адгезии и когезии. Адгезия характеризует прочность сцепления клеевой пленки со склеиваемой поверхностью, когезия – прочность собственно клеевого слоя.

72 От греч. «gráphō» – пишу.

73 К кристаллическим формам углерода относятся графит, карбин, фуллерены, алмаз и лонсдейлит. Аморфными и частично кристаллическими переход­ными формами углерода являются пироуглерод, пирографит, стеклоуглерод, сажи, кокс, волокна, пленки и др.

74 От греч. «kéramos» – глина.

75 Углеродные волокна получают термической обработкой (400…3000 ^оС) природных или искусственных органических волокон.

76 Кевлар (от англ. «kevlar») – торговое название арамида – полипарафенилен-терефталамида – (NH–C₆H₄–NH–CO–C₆H₄–CO)_n. Волокна кевлара получают путем вытягивания из расплава.

77 Названы по имени амер. архитектора Б. Фуллера, который использовал каркасные многоугольные конструкции в своих проектах. Фуллерены обнаружили в 1985 г. амер. ученые Р. Керл, Г. Крото и Р. Смолли. В 1996 г. им за эти исследования вручена Нобелевская премия.

78 Нанотрубки обнаружил япон. проф. С. Иидзима в 1991 г.

79 От греч. «xýlon» – дерево.

80 Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n и лигнин (ароматическое кислородсодержащее соединение ряда бензола) являются природными полимерами.

81 От нем. «Spon».

82 От нем. «Furnier» – накладывать.

83 От греч. «ásbestos» – неугасимый, неослабевающий, неиссякающий.

84 От англ. «belting» – приводной ремень.

85 От франц. «plaquer» – покрывать.

77