- •Часть II
- •Глава 1. Металлы и сплавы 7
- •Глава 2. Материалы из неорганических 75
- •Глава 3. Полимерные пластические материалы (пластмассы) 97
- •Глава 4. Материалы из органических веществ 107
- •Введение
- •Глава 1. Металлы и сплавы
- •1.1.1.1. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
- •1.1. Железо и сплавы на его основе
- •1.1.1. Система железо – углерод
- •1.1.1.2. Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •1.1.1.3. Структуры железоуглеродистых сплавов
- •1.1.2. Стали и сплавы
- •1.1.2.1. Влияние углерода и примесей на свойства сталей
- •1.1.2.2. Назначение легирующих элементов
- •1.1.2.3. Классификация сталей
- •1.1.2.4. Маркировка сталей
- •1.1.2.5. Конструкционные стали и сплавы
- •1.1.2.5.1. Конструкционные строительные стали и сплавы
- •1.1.2.5.2. Конструкционные машиностроительные стали и сплавы общего назначения
- •1.1.2.5.3. Конструкционные машиностроительные стали и сплавы специального назначения
- •1.1.2.6. Инструментальные стали и сплавы
- •1.1.2.7. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •1.1.2.7.1. Стали и сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
- •1.1.2.7.2. Стали и сплавы с высоким электросопротивлением
- •1.1.2.7.3. Магнитные стали и сплавы
- •1.1.3. Чугуны
- •1.1.3.1. Диаграмма состояния железо – графит
- •1.1.3.2. Процесс графитизации
- •1.1.3.3. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов
- •1.1.3.3.1. Влияние состава чугуна на процесс графитизации
- •1.1.3.3.2. Влияние графита на механические свойства отливок
- •1.1.3.3.3. Серый чугун
- •1.1.3.3.4. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом
- •1.1.3.3.5. Ковкий чугун
- •1.1.3.3.5. Отбеленные и другие чугуны
- •1.1.4. Виды термической обработки металлов
- •1.1.4.1. Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении
- •2. Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.
- •3. Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения
- •4. Превращение мартенсита в перлит.
- •1.1.4.2. Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска
- •1.1.4.2.1. Отжиг и нормализация. Назначение и режимы
- •1.1.4.2.2. Закалка
- •1.1.4.3.3. Отпуск
- •1.1.5. Химико-термическая обработка стали
- •1.1.6. Методы упрочнения стали
- •1.1.6.1. Термомеханическая обработка стали
- •1.1.6.2. Поверхностное упрочнение стальных деталей
- •1.1.6.2.1. Закалка токами высокой частоты
- •1.1.6.2.2. Газопламенная закалка
- •1.1.6.3. Старение
- •1.1.6.4. Обработка стали холодом
- •1.1.6.5. Упрочнение методом пластической деформации
- •1.2. Титан и сплавы на его основе
- •1.3. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе
- •1.4. Цветные металлы и сплавы на их основе
- •1.4.1. Медь и сплавы на ее основе
- •1.4.1.1. Медь
- •1.4.1.2. Латуни
- •1.4.1.3. Бронзы
- •1.4.1.4. Медно-никелевые сплавы
- •1.4.2. Алюминий и сплавы на его основе
- •1.4.2.1. Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- •1.4.2.2. Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- •1.4.2.3. Литейные алюминиевые сплавы
- •1.4.3. Магний и сплавы на его основе
- •1.4.3.1. Деформируемые магниевые сплавы
- •1.4.3.2. Литейные магниевые сплавы
- •1.4.4. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой и цинковой основах
- •1.4.5. Припои
- •1.5. Композиционные материалы
- •1.6. Материалы порошковой металлургии
- •1.6.1. Пористые порошковые материалы
- •1.6.2. Конструкционные порошковые материалы
- •1.6.3. Электротехнические порошковые материалы
- •1.6.4. Магнитные порошковые материалы.
- •1.7. Металлические стекла
- •2.1.2. Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе
- •2.1.3. Искусственные каменные материалы
- •2.1.3.1. Бетоны
- •2.1.3.2. Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения
- •2.1.3.3. Строительные растворы
- •2.2. Каменные плавленые материалы (каменное литье)
- •2.3. Неорганические полимерные материалы
- •2.3.1. Графитовые материалы
- •2.3.2. Асбестовые материалы и изделия
- •2.3.3. Слюдяные материалы
- •2.3.4. Керамические материалы
- •2.3.5. Неорганическое стекло
- •Материалы и изделия из стекла
- •2.3.6. Ситаллы
- •Глава 3. Полимерные пластические материалы (пластмассы)
- •3.1. Состав пластических материалов
- •3.2. Характеристики пластмасс и изделий на их основе
- •3.2.1. Пластмассы с листовым наполнителем
- •3.2.2. Пластмассы с волокнистым наполнителем
- •3.2.3. Пластмассы без наполнителя
- •3.2.4. Пластмассы с газовоздушным наполнителем
- •3.2.5. Стандартизированные изделия из пластмасс
- •Глава 4. Материалы из органических веществ
- •4.1. Лесоматериалы
- •4.1.1. Круглые лесоматериалы
- •4.1.2. Пиломатериалы
- •4.1.3. Древесные материалы и изделия на их основе
- •4.2. Бумажные материалы
- •4.2.1. Бумага и изделия на ее основе
- •4.2.2. Картон и изделия на его основе
- •4.3. Резиновые материалы
- •4.3.1. Состав резиновых материалов
- •4.3.2. Классификация резиновых материалов по назначению и области применения
- •4.4. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе
- •4.4.1. Битумные и дегтевые вещества
- •4.4.2. Асфальтовые строительные растворы и бетоны
- •4.4.3. Мастики кровельные и гидроизоляционные
- •4.4.4. Нефтяные эмульсии и пасты
- •Список использованных источников
- •Часть II
- •184200, Мурманская обл., г. Апатиты, ул. Космонавтов, 3
Глава 2. Материалы из неорганических 75
МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ 76
2.1. Разрыхленные, дисперсные и каменные материалы 76
2.1.1. Каменные природные материалы 76
2.1.2. Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе 78
2.1.3. Искусственные каменные материалы 80
2.1.3.1. Бетоны 80
2.1.3.2. Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения 85
2.1.3.3. Строительные растворы 86
2.2. Каменные плавленые материалы (каменное литье) 87
2.3. Неорганические полимерные материалы 88
2.3.1. Графитовые материалы 88
2.3.2. Асбестовые материалы и изделия 89
2.3.3. Слюдяные материалы 90
2.3.4. Керамические материалы 91
2.3.5. Неорганическое стекло 93
2.3.6. Ситаллы 95
Глава 3. Полимерные пластические материалы (пластмассы) 97
3.1. Состав пластических материалов 99
3.2. Характеристики пластмасс и изделий на их основе 100
3.2.1. Пластмассы с листовым наполнителем 100
3.2.2. Пластмассы с волокнистым наполнителем 103
3.2.3. Пластмассы без наполнителя 104
3.2.4. Пластмассы с газовоздушным наполнителем 104
3.2.5. Стандартизированные изделия из пластмасс 105
Глава 4. Материалы из органических веществ 107
4.1. Лесоматериалы 107
4.1.1. Круглые лесоматериалы 108
4.1.2. Пиломатериалы 108
4.1.3. Древесные материалы и изделия на их основе 109
4.2. Бумажные материалы 111
4.2.1. Бумага и изделия на ее основе 111
4.2.2. Картон и изделия на его основе 112
4.3. Резиновые материалы 113
4.3.1. Состав резиновых материалов 113
4.3.2. Классификация резиновых материалов по назначению и области применения 114
4.4. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе 116
4.4.1. Битумные и дегтевые вещества 116
4.4.2. Асфальтовые строительные растворы и бетоны 117
4.4.3. Мастики кровельные и гидроизоляционные 119
4.4.4. Нефтяные эмульсии и пасты 119
Список использованных источников 120
Введение
Материаловедение — междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств материалов, как в твердом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов.
Важнейшими материалами, используемыми в различных областях, являются металлы и сплавы на их основе. В связи с этим основной частью материаловедения является металловедение, в развитии которого, ведущую роль сыграли российские ученые: Аносов П.П., Чернов Д.К., Курнаков Н.С., Гуляев А.П. и другие.
Особенно интенсивно развивается металловедение в последние десятилетия. Это объясняется потребностью в новых материалах для исследования космоса, развития электроники, атомной энергетики.
Основными направлениями в развитии металловедения является разработка способов производства чистых и сверхчистых металлов, свойства которых сильно отличаются от свойств металлов технической чистоты, с которыми преимущественно работают. Генеральной задачей материаловедения является создание материалов с заранее рассчитанными свойствами применительно к заданным параметрам и условиям работы. Большое внимание уделяется изучению металлов в экстремальных условиях (низкие и высокие температуры и давление).
До настоящего времени основной материальной базой для ряда отраслей промышленности служила черная металлургия, производящая стали и чугуны. Эти материалы имеют много положительных качеств и в первую очередь обеспечивают высокую конструкционную прочность деталей машин. Однако эти классические материалы имеют такие недостатки как большая плотность, низкая коррозионная стойкость. Потери от коррозии составляют 20% годового производства стали и чугуна. Поэтому, по данным научных исследований, через 20…40 лет все развитые страны перестроятся на массовое использование металлических сплавов на базе титана, магния, алюминия. Эти легкие и прочные сплавы позволяют в 2-3 раза облегчить станки и машины, в 10 раз уменьшить расходы на ремонт.
Широкое использование приобретают новые материалы взамен традиционных (металлических) – это пластмассы, керамики, материалы порошковой металлургии, композиционные материалы, что ведет к экономии дефицитных металлов, снижению затрат энергии на производство материалов, уменьшению массы изделий.
Для проведения обоснованного выбора материала для изделий с учетом условий их эксплуатации необходимо ознакомление с основными группами современных материалов, их свойствами и областью применения.
Цель учебного пособия изложена в его I части (Материаловедение. Часть I. Основные понятия о строении, структуре и свойствах материалов: учеб. пособие / Автор-составитель С.М. Маслобоева. – Апатиты: КФ ПетрГУ, 2009. – 103 с.).
Основу учебного пособия составляют труды Геллера Ю.А., Лахтина Ю.М., Дрица М.Е., Леонтьева В.П., Смита М., Хансена М, Болховитинова Н.Ф, Арзамасова Б.Н., Фетисова Г.П., Ржевской С.В. и др. в области теории и практики использования различных металлов и сплавов, материалов из органических и нерганических минеральных веществ, полимерных материалов.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом по специальностям: 130401 «Физические процессы (горного или нефтегазового) производств, 130403 «Открытые горные работы», 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 130405 «Обогащение полезных ископаемых», 140402 «Теплофизика», 140201 «Высоковольтные электроэнергетика и электротехника», 210301 «Радиофизика и электроника».
Пособие может быть использовано студентами, аспирантами и преподавателями инженерно-технических специальностей.
