- •Электронный конспект лекций по курсу: «Материаловедение» для студентов специальности «Торговое оборудование и технологии» (1-36 20 03)
- •Лекция 1. Введение
- •Ученые внесшие вклад в развитие металлургии.
- •Лекция 2.
- •Строение кристаллического тела.
- •Понятие об изотропии и анизотропии.
- •Аллотропия или полиморфные превращения.
- •Магнитные превращения.
- •Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения.
- •Точечные дефекты.
- •Линейные дефекты.
- •Лекция 2. (продолжение)
- •Лекция 3.
- •Кристаллизации металлов.
- •Механизм и закономерности кристаллизации металлов.
- •Условия получения мелкозернистой структуры.
- •Строение металлического слитка.
- •Лекция 4.
- •Основные понятия в теории сплавов.
- •Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений
- •Механические смеси;
- •Химические соединения;
- •Твердые растворы.
- •Промежуточные фазы.
- •Кристаллизация сплавов.
- •Диаграмма состояния.
- •Лекция 5.
- •Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси) (I рода).
- •Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (II рода).
- •Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (III рода).
- •Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения. (IV рода).
- •Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость).
- •Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния.
- •Лекция 6.
- •Природа пластической деформации.
- •Дислокационный механизм пластической деформации.
- •Разрушение металлов.
- •Механические свойства и способы определения их количественных характеристик.
- •Лекция 7.
- •Твердость по Бринеллю ( гост 9012).
- •Метод Роквелла (гост 9013).
- •Метод Виккерса.
- •Метод царапания.
- •Динамический метод (по Шору).
- •Способы оценки вязкости.
- •Оценка вязкости по виду излома.
- •Технологические свойства.
- •Эксплуатационные свойства.
- •Лекция 8.
- •Конструкционная прочность материалов.
- •Особенности деформации.
- •Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла: наклеп.
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •Лекция 9.
- •Диаграмма состояния железо – углерод.
- •Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов.
- •Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов.
- •Структуры железоуглеродистых сплавов
- •Лекция 10.
- •Влияние углерода и примесей на свойства сталей.
- •Назначение легирующих элементов.
- •Распределение легирующих элементов в стали.
- •Классификация и маркировка сталей.
- •Лекция 11.
- •Диаграмма состояния железо – графит.
- •Процесс графитизации.
- •Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов.
- •Влияние состава чугуна на процесс графитизации.
- •Влияние графита на свойства
- •Серый чугун.
- •Ковкий чугун.
- •Высокопрочный чугун.
- •Отбеленные, антифрикционные и легированные чугуны.
- •Лекция 12.
- •Виды термической обработки металлов
- •Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении
- •Механизм основных превращений
- •Промежуточное превращение.
- •Лекция 13.
- •Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска.
- •Отжиг и нормализация. Назначение и режимы.
- •Отжиг первого рода.
- •Лекция 14.
- •Закалка.
- •Отпуск.
- •Отпускная хрупкость.
- •Моделирование процесса термообработки.
- •Лекция 15.
- •Химико-термическая обработка стали.
- •Цементация.
- •Азотирование.
- •Цианирование и нитроцементация.
- •Диффузионная металлизация.
- •Лекция 16.
- •Термомеханическая обработка стали.
- •Поверхностное упрочнение стальных деталей
- •Закалка токами высокой частоты.
- •Обработка стали холодом.
- •Газопламенная закалка.
- •Старение.
- •Упрочнение методом пластической деформации.
- •Лекция 17.
- •Легированные стали.
- •Влияние элементов на полиморфизм железа.
- •Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит.
- •Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение.
- •Влияние легирующих элементов на преврашения при отпуске.
- •Классификация легированных сталей.
- •Лекция 18.
- •Классификация конструкционных сталей
- •Углеродистые стали.
- •Цементуемые стали.
- •Улучшаемые стали.
- •Улучшаемые легированные стали.
- •Высокопрочные стали.
- •Пружинные стали.
- •Шарикоподшипниковые стали.
- •Стали для изделий, работающих при низких температурах.
- •Износостойкие стали.
- •Автоматные стали.
- •Лекция 19.
- •Стали для режущего инструмента.
- •Легированные инструментальные стали.
- •Быстрорежущие стали.
- •Стали для измерительных инструментов.
- •Штамповые стали.
- •Твердые сплавы.
- •Алмаз как материал для изготовления инструментов.
- •Лекция 20.
- •Коррозия электрохимическая и химическая.
- •Хромистые стали.
- •Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы.
- •Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы.
- •Классификация жаропрочных сталей и сплавов.
- •Лекция 21.
- •Титан и его сплавы.
- •Алюминий и его сплавы.
- •Алюминиевые сплавы.
- •Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой.
- •Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.
- •Литейные алюминиевые сплавы.
- •Магний и его сплавы.
- •Деформируемые магниевые сплавы.
- •Литейные магниевые сплавы.
- •Лекция 22 (продолжение)
- •Медь и ее сплавы.
- •Латуни.
- •Бронзы.
- •Цинк, олово, свинец и их сплавы.
- •Лекция 23.
- •Полимерные материалы.
- •Слоистые термореактивные пластмассы.
- •Термопластичные пластмассы.
- •Газонаполненные пластмассы.
- •Лекция 24 (продолжение)
- •Стеклобразные материалы.
- •Керамические материалы.
- •Углеграфитовые материалы.
- •Теплоизоляционные материалы.
- •Лекция 25/26.
- •Композиционные материалы.
- •Материалы порошковой металлургии.
- •Пористые порошковые материалы.
- •Прочие пористые изделия.
- •Конструкционные порошковые материалы.
- •Спеченные цветные металлы.
- •Электротехнические порошковые материалы.
- •Магнитные порошковые материалы.
- •Информационно-методическое обеспечение
Углеграфитовые материалы.
Графит – один из перспективных материалов высокой жаропрочности. Уникальной особенностью графита является увеличение модуля упругости и прочности при нагреве. До температуры 2200...2400 °С прочность графита повышается максимально на 60 % и лишь при более высоких температурах он теряет прочность. Графит, не плавясь, возгоняется при температуре около 3800 °С. При нагреве графит мало расширяется, хорошо проводит тепло и поэтому устойчив против тепловых ударов.Его можно использовать и как проводник теплоты, и как теплоизолятор.
Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие из полимерного связующего (матрицы) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон). Они водо-и химически стойкие. От окисления при высоких температурах углеродные волокна предохраняют защитными покрытиями (пиролитическими).
Для изготовления деталей теплообменников применяют графитопласты – антегмиты, полученные путем прессования смеси порошков углеграфита и фенолоформальдегидной смолы. Из антегмитов АТМ-1, АТМ-2 и ТАТЭМ изготавливают полосы, плитки, которые применяют для футеровки газоходов, стальных колонн и другого оборудования в целях защиты.
Теплоизоляционные материалы.
По виду исходного сырья, применяемого для изготовления, различают две основные группы теплоизоляционных материалов: неорганические и органические.
К неорганическим относят перлитовые, известковокремнезе-мистые, диатомовые и пенодиатомовые изделия, совелит, вулканит, ньювель, асбозурит, асботермит, асбест, вермикулит, минеральную и стеклянную вату, пеностекло, альфоль.
К органическим материалам относятся пробковые, торфоизо-ляционные и древесно-волокнистые плиты, войлок, фибролит, камышит, поропласт, пенопласт.
По внешнему виду и форме все теплоизоляционные материалы делят:
1) на жесткие: блоки, плиты, кирпич, сегменты;
2) гибкие: маты, плиты мягкие и полужесткие, матрасы, шнуры, жгуты;
3) рыхлые: волокнистые, зернистые, порошкообразные.
Вспученный перлитовый песок – пористый материал, получаемый при обжиге перлита, обсидиана и др. Вспученный перлитовый песок применяют для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей конструкций от минус 200 до плюс 800 °С, для изготовления формованных изделий и бетонов.
Вермикулит вспученный – сыпучий зернистый материал чешуйчатого строения, получаемый в результате обжига природных гидратированных слюд. Вермикулит применяют в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей от минус 260 до плюс 1100 °С, а также в качестве заполнителей для легких бетонов.
Диатомит и трепел – осадочные рыхлые горные породы, состоящие в основном из аморфного кремнезема. Применение их для тепловой изоляции обусловлено их высокой пористостью. Температурный предел применения 1000 °С,
Асбест – это распушенный тонковолокнистый материал, который широко применяют как составляющую сухих теплоизоляционных порошковых смесей и при изготовлении формованных теплоизоляционных изделий (совелит, ньювель, асбозурит, асбоперлит и т. д.).
В природе он представляет собой минерал своеобразной волокнистой структуры. Из волокон прядут нити и изготавливают ткани. Асбест выдерживает температуру до 550 °С.
Ньювель – порошкообразный теплоизоляционный материал, состоящий из 85 % порошка легкой белой магнезии и 15 % распушенного асбеста.
Асбозурит – порошкообразный материал, представляющий собой смесь 15 % асбеста и 85 % диатомита (или трепела). Применяют для приготовления мастик при изоляции горячих поверхностей с температурой до 900 °С.
В качестве волокнистые теплотзоляционного материала применяют минеральную вату и другие изделия.
Минеральная вата – теплоизоляционный материал, состоящий из тончайших гибких стекловидных волокон. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты определяются воздушными порами (90 % от общего объема материала), заключенными между волокнами. В настоящее время является самым распространенным теплоизоляционным материалом. Ее применяют для тепловой изоляции энергетического оборудования, строительных конструкций, холодильных установок. Из нее изготовляют маты, плиты (на битумной связке, битумно-глиняной связке), прошивные маты с обкладкой металлической сеткой, стеклохолстом, картоном, бумагой, жгуты, оплетенные проволокой, асбестовой или стеклянной нитью. Применяются для набивки или засыпки между двойными стенками оборудования, изолируемыми поверхностями и кожухами. Предельная температура применения минеральной ваты 600 °С.
