- •Глава 1. Строение и свойства материалов…………………….…..….7
- •Глава 6. Влияние химического состава
- •Глава 7. Формирование структуры деформированных
- •Глава 2. Фазовый состав сплавов…………………………………… ....18
- •Глава 3. Дефекты кристаллов………………………………………………...23
- •Точечные дефекты…………………………………………………………………...23
- •Глава 4. Свойства материаЛов……………………………………………..27
- •Глава 5. Формирование структуры литых материалов..………..37
- •5.4. Получение монокристаллов……………………………………………………………41
- •5.5. Аморфные металлы………………………………………………………………..…..42
- •5.6. Нанокристаллические материалы……………………………………………….…43
- •Глава 9. Термическая обработка металлов……………………......68
- •Глава 10. Химико-термическая обработка сплавов…………….78
- •Глава 1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Кристаллические и аморфные тела
- •1.2. Элементы кристаллографии
- •1.2.1. Кристаллическая решетка
- •1.2.2. Кристаллографические индексы
- •1.2.3. Анизотропия
- •1.3. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов
- •1.3.1. Взаимодействие частиц в кристаллах
- •1.3.2. Молекулярные кристаллы
- •1.3.3. Ковалентные кристаллы
- •1.3.4. Металлические кристаллы
- •1.3.5. Ионные кристаллы
- •Глава 2. Фазовый состав сплавов
- •2.1. Твердые растворы
- •2.1.1. Твердые растворы замещения
- •2.1.2. Твердые растворы внедрения
- •2.2. Промежуточные фазы
- •2.2.1. Промежуточные фазы системы металл – неметалл
- •2.2.2. Промежуточные фазы системы металл-металл
- •Глава 3. Дефекты кристаллов
- •3.1. Точечные дефекты к точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы основного вещества, чужеродные атомы внедрения (рис.3.2).
- •3.2. Линейные дефекты
- •3.3. Поверхностные дефекты
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 4. Свойства материалов.
- •4.1. Критерии выбора материала
- •4.2. Механические свойства материалов
- •4.2.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках
- •4.2.1.1. Испытание на растяжение (гост 1497-84)
- •4.2.1.2. Испытания на изгиб
- •4.2.1.3. Испытания на твердость
- •4.2.1.4. Испытания на динамические нагрузки
- •4.2.2. Механические свойства, определяемые при переменных (циклических) нагрузках
- •4.3. Физические свойства материалов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5. Формирование структуры литых материалов
- •5.1. Самопроизвольная кристаллизация
- •5.2. Несамопроизвольная кристаллизация
- •5.3. Форма кристаллов и строение слитков
- •5.4. Получение монокристаллов
- •5.5. Аморфные металлы
- •5.6. Нанокристаллические материалы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Влияние химического состава на равновесную структуру сплавов
- •6.1. Метод построения диаграмм состояния
- •6.2. Диаграммы состояния сплавов, компоненты которых полностью растворимы в жидком и твёрдом состоянии
- •6.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и образуют эвтектику
- •6.4. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и образуют перитектику
- •6.5. Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов
- •6.6. Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением
- •6.7. Физические и механические свойства сплавов в равновесном состоянии.
- •6.8. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •6.8.1. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом
- •6.8.2. Превращения в сплавах железо-графит
- •6.8.3. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей
- •6.8.4. Карбиды и нитриды в легированных сталях
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 7. Формирование структуры деформированных металлов и сплавов
- •7.1. Механизм пластического деформирования
- •7.2. Особенности деформированния монокристаллов
- •7.3. Деформирование поликристаллов
- •7.4. Деформация двухфазных сплавов
- •7.5. Свойства холоднодеформированных металлов
- •7.6. Возврат и рекристаллизация
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 8. Диффузия в металлах и сплавах
- •8.1. Вывод первого уравнения Фика на основе атомной диффузии
- •В единицу времени между двумя соседними плоскостями 1 и 2 кристаллов решетки,
- •Расположенных на расстоянии ∆
- •8.2. Механизмы диффузии в металлах и полимерах
- •Глава 9. Термическая обработка металлов
- •9.1. Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями в твердом состоянии
- •9.1.1. Нагрев для снятия остаточных напряжений
- •9.1.2. Рекристализационный отжиг
- •9.1.3. Диффузионный отжиг
- •9.2. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •9.3. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью и полиморфным превращением (стали)
- •9.3.1.Превращения при нагреве до аустенитного состояния
- •9.3.2. Превращения аустенита при различных степенях переохлаждения
- •9.3.2.1. Перлитное превращение аустенита
- •9.3.2.2. Мартенситное превращение аустенита
- •9.3.2.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита
- •9.4. Технология термической обработки стали
- •9.4.1. Отжиг сталей
- •9.4.2. Нормализация сталей
- •9.4.3. Особенности закалки сталей
- •9.4.4. Отпуск закаленных сталей
- •9.4.5. Свойства отпущенной стали
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 10. Химико-термическая обработка сплавов
- •10.1. Диффузионное насыщение стальных деталей углеродом и азотом
- •10.2. Диффузионное насыщение деталей металлами и неметаллами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 11. Конструкционные материалы
- •11.1. Общие требования
- •11.2. Конструкционная прочность материала и методы ее оценки
- •11.3. Методы повышения конструкционной прочности
- •11.4. Классификация конструкционных материалов
- •11.5. Классификация конструкционных сталей
- •11.5.1. Углеродистые стали
- •11.5.2. Легированные стали
- •11.6. Износостойкие материалы
- •11.7. Материалы, устойчивые к действию температур и рабочей среды
- •11.7.1. Жаропрочные материалы
- •Критериями жаропрочности, помимо предела ползучести, является предел длительной прочности и сопротивление релаксации.
- •11.7.1.1. Основные группы жаропрочных материалов
- •11.7.2. Коррозионностойкие нержавеющие стали и сплавы
- •11.8. Инструментальные стали
- •11.9. Штамповочные стали
- •Терминологический словарь
- •Литература
11.9. Штамповочные стали
Штамповочные стали – стали для инструментальной обработки металлов давлением, должны обладать высокой твердостью, износостойкостью, прочностью, вязкостью, теплостойкостью.
При небольших ударных нагрузках для штампов холодного деформирования подойдут углеродистые стали У10-У12 и низколегированные стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ. Для изготовления крупного инструмента сложной формы используются высокохромистые стали с 12% хрома (Х12, Х12М, Х12Ф1).
Стали для инструментов горячей обработки давлением работают в тяжелых условиях, испытывая ударную нагрузку в сочетании с нагревом и охлаждением. Они должны обладать высокой прочностью, износостойкостью, вязкостью, теплостойкостью и окалиностойкостью. Стали для крупных инструментов должны хорошо прокаливаться. Поэтому для инструментов горячего деформирования используются легированные стали, содержащие 0,3-0,6% углерода (5ХНМ, 5ХГМ, 3Х2В8Ф, 4Х5МФС и др.).
КОНТРОЛЬНЫЕ Вопросы
Что такое конструкционная прочность?
Как выбирают критерии прочности?
Чем определяются технологические требования к конструкционным материалам?
Какие критерии конструкционной прочности характеризуют работоспособность материала в условиях эксплуатации?
Какие методы повышения конструкционной прочности вы знаете?
Увеличение плотности дислокаций, создание дислокационных барьеров в виде зерен, субзерен (измельчение зерна), образование полей упругих напряжений, искажающих кристаллическую решетку (точечные дефекты – вакансии, примесные атомы, легирующие элементы) относят к методам повышения: а) прочности б) надежности в) циклической долговечности г) износостойкости
Легирование, измельчение зерна, повышение металлургического качества металла относят к методам повышения:
а) прочности … б) надежности в) циклической прочности г) износостойкости
Надежность оценивается с помощью критериев: а) пластичности (δ,ψ) б) ударной вязкости (КС) в) трещиностойкости (К1С-вязкость разрушения) г) упругости д) хладноломкости
Технологичность не оценивается: а) обрабатываемостью резанием, б) обрабатываемостью давлением, в) трещиностойкостью г) свариваемостью, д) способностью к литью, е) прокаливаемостью, ж) склонностью к деформации и короблению при термической обработке
Методами повышения жаропрочности не являются: а) повышение прочности межатомных связей, б) создание препятствий для перемещения дислокаций внутри зерен и на их границах, в) уменьшение размеров зерен г) увеличение размеров зерен
Деформация ползучести развивается благодаря: а) увеличению плотности дислокаций б) перемещению дислокаций в зернах в) диффузионному переносу г) зернограничному скольжению
Прочность межатомных связей не увеличивают: а) легированием б) изменением структуры кристаллической решетки в) переходом от металлической связи к ковалентной г) переходом от ковалентной связи к металлической
Износостойкость повышается: а) наклепом б) образованием крупнозернистой структуры в) легированием с образованием твердых растворов г) образованием специальных карбидов д) закалкой на мартенсит
К методам поверхностного упрочнения относятся: а) наклеп б) азотирование в) цементация г) диффузионный отжиг
Закалка, химико-термическая обработка, поверхностное деформирование относят к методам повышения:
а) прочности б) надежности в) циклической долговечности г) износостойкости
16. Что такое коррозия?
17. Какие виды коррозии вы знаете?
18. Назовите виды электрохимической коррозии.
19. Какие стали называют жаростойкими? Коррозионностойкими?
20. Какими приемами можно повысить коррозионную стойкость сталей?