- •Лекция № 1
- •План лекции:
- •История материаловедения.
- •Предмет материаловедения.
- •Тенденции и перспективы развития материаловедения.
- •Структура материалов.
- •Атом. Молекула. Химическая связь.
- •Фазовое состояние вещества.
- •Лекция № 2
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Металлы.
- •Особенности атомно-кристаллического строения.
- •Понятие об изотропии и анизотропии.
- •Дефекты кристаллического строения.
- •Точеные дефекты.
- •Линейные дефекты.
- •Поверхностные дефекты.
- •Лекция № 3
- •План лекции:
- •6. Вывод.
- •Кристаллизация металлов и сплавов.
- •Механизм и закономерности кристаллизации металлов.
- •Условия получения мелкозернистой структуры.
- •Строение металлического слитка.
- •Аллотропия или полиморфные превращения.
- •Кривая охлаждения железа.
- •Лекция № 4
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Основные свойства металлов.
- •Механические свойства металлов.
- •Деформация и разрушение.
- •Деформация
- •Растяжение.
- •Сжатие.
- •Лекция № 5
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Физические свойства.
- •Плотность и температура плавления некоторых металлов.
- •Химические свойства.
- •Стандартные электродные потенциалы металлов.
- •Технологические свойства.
- •1. Литейные свойства.
- •2. Способность материала к обработке давлением.
- •3. Свариваемость.
- •4. Способность к обработке резанием.
- •Эксплуатационные свойства.
- •Лекция № 6
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Химические методы.
- •Механические методы.
- •Оптические и физические методы.
- •Лекция № 7
- •План лекции:
- •6. Вывод.
- •Понятие о сплавах и методах их получения.
- •Основные понятия в теории сплавов.
- •Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений.
- •Классификация сплавов твердых растворов.
- •Кристаллизация сплавов.
- •7. Вывод.
- •Структуры железоуглеродистых сплавов.
- •Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов.
- •Диаграмма состояния.
- •Диаграмма состояния «Fe – Fe3c».
- •Анализ диаграммы состояния «Fe – Fe3c».
- •Структуры железоуглеродистых сплавов.
- •Лекция № 9
- •Маркировка по госТу.
- •План лекции:
- •12. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация чугунов.
- •Диаграмма состояния железо – графит.
- •Процесс графитизации.
- •Влияние состава чугуна на процесс графитизации.
- •Влияние графита на механические свойства отливок.
- •Серый чугун.
- •Строение, свойства, классификация серых чугунов.
- •Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
- •Ковкий чугун.
- •Отбеленные и другие чугуны.
- •Маркировка чугуна по госТу.
- •Условное обозначение марок чугуна
- •Сравнительные показатели механических свойств ковкого чугуна и других машиностроительных материалов
- •Марки антифрикционного чугуна в зависимости от формы включения графита
- •Механические свойства отливок из серого чугуна (по гост 1412—54)
- •Механические свойства отливок из высокопрочного чугуна(по гост 7293—54)
- •Механические свойства отливок из ковкого чугуна (по гост 1215—59)
- •Механические свойства отливок из жаростойкого чугуна (по гост 7769—55)
- •Лекция № 10
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация и маркировка сталей. А. Классификация сталей
- •Углеродистые стали обыкновенного качества (гост 380).
- •Качественные углеродистые стали
- •Качественные и высококачественные легированные стали
- •Легированные конструкционные стали
- •Легированные инструментальные стали
- •Б. Маркировка сталей
- •Быстрорежущие инструментальные стали
- •Шарикоподшипниковые стали
- •Лекция № 11
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Влияние углерода и примесей на свойства сталей.
- •А. Влияние углерода.
- •Б. Влияние примесей.
- •Углеродистые стали.
- •А. Углеродистые стали обыкновенного качества.
- •Б. Углеродистые качественные конструкционные стали.
- •Лекция № 12
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Применение инструментальной углеродистой стали.
- •Лекция № 13
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Специальные примеси.
- •Влияние легирующих элементов на превращения в стали. А. Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит.
- •Б. Влияние легирующих элементов на превращение переохлажденного аустенита.
- •В. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение
- •Г. Влияние легирующих элементов на преврашения при отпуске.
- •Классификация легированных сталей.
- •Лекция № 14
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация конструкционных сталей.
- •А. Цементуемые стали.
- •Б. Улучшаемые стали.
- •В. Высокопрочные стали.
- •Г. Автоматные стали.
- •Д. Подшипниковые стали.
- •Маркировка конструкционных сталей.
- •Лекция № 15
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Классификация инструментальных сталей.
- •А. Углеродистые инструментальные стали.
- •Б. Легированные инструментальные стали.
- •В. Быстрорежущие стали.
- •Маркировка инструментальных сталей.
- •Применение инструментальной легированной стали.
- •Лекция № 16
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Стали и сплавы с особыми химическими свойствами. А. Коррозионно-стойкие стали и сплавы.
- •Б. Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы.
- •В. Жаропрочные стали и сплавы.
- •Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
- •А. Стали и сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения.
- •Б. Стали и сплавы с высоким электросопротивлением.
- •Б. Магнитные стали и ставы.
- •Лекция № 17
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Быстрорежущие стали.
- •Маркировка быстрорежущих сталей.
- •Применение.
- •Лекция № 18
- •План лекции:
- •3. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Твердые сплавы.
- •А. Сплавы группы вк.
- •Б. Сплавы группы тк.
- •В. Сплавы группы ттк.
- •Лекция № 19
- •План лекции:
- •9. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Превращения, протекающие, в структуре стали при нагреве и охлаждении.
- •Механизм основных превращений. А. Превращение перлита в аустенит.
- •Б. Рост зерна аустенита.
- •Закономерности превращения.
- •Промежуточное превращение.
- •Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения.
- •Превращение мартенсита в перлит.
- •Виды термической обработки металлов.
- •Лекция № 20
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска.
- •Отжиг и нормализация. Назначение и режимы.
- •А) Отжиг первого рода.
- •Б) Отжиг второго рода.
- •Закалка. Способы закалки.
- •Охлаждение при закалке.
- •Способы закалки.
- •1. Закалка в одном охладителе (v1).
- •2. Закалка в двух сферах или прерывистая (v2).
- •3. Ступенчатая закалка (v3).
- •4. Изотермическая закалка (v4).
- •5. Закалка с самоотпуском.
- •Отпуск. Отпускная хрупкость.
- •Отпускная хрупкость
- •Лекция № 21
- •План лекции:
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования, нитроцементации и диффузионной металлизации. А. Цементация
- •Б. Цементация в твердом карбюризаторе.
- •В. Газовая цементация.
- •Г. Структура цементованного слоя.
- •Д. Термическая обработка после цементации.
- •Е. Азотирование
- •Ж. Цианирование и нитроцементация
- •З. Диффузионная металлизвция
- •Лекция № 22
- •План лекции:
- •5. Вывод.
- •Некоторые сведения об истории медных сплавов.
- •Сплавы на основе меди.
- •А. Латунь
- •А. Бронза
- •Маркировка сплавов на основе меди.
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
- •4. Вывод.
- •Общие сведения.
4. Способность к обработке резанием.
Характеризует способность материала поддаваться обработке различным режущим инструментом. Оценивается по стойкости инструмента и по качеству поверхностного слоя.
Эксплуатационные свойства.
Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.
Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.
Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных сред.
Жаростойкость – это способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.
Жаропрочность – это способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах.
Хладостойкость – способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах.
Антифрикционность – способность материала прирабатываться к другому материалу.
Эти свойства определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы изделий.
При выборе материала для создания конструкции необходимо полностью учитывать механические, технологические и эксплуатационные свойства.
Вывод.
К физическим свойствам относятся: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температура плавления, расширение при нагревании.
Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны и переходить в положительно заряженные ионы. Типичные металлы никогда не присоединяют электронов; их ионы всегда заряжены положительно. А так же коррозионная стойкость и растворимость.
Под технологическими свойствами металлов и сплавов понимают способность металла подвергаться различным видам обработки.
К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные, ковкость, или деформируемость, в горячем и холодном состоянии, свариваемость, прокаливаемость и обрабатываемость резанием.
Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.Эти свойства определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы изделий.При выборе материала для создания конструкции необходимо полностью учитывать механические, технологические и эксплуатационные свойства.
Лекция № 6
Тема: Методы испытания металлов.
Цель: изучить методы испытания металлов.
Основные понятия:
Метод Роквелла
Метод Бринелля
Метод Виккерса
План лекции:
1. Химические методы.
2. Механические методы.
3. Оптические и физические методы.
4. Вывод.
Цель испытания материалов состоит в том, чтобы оценить качество материала, определить его механические и эксплуатационные характеристики и выявить причины потери прочности.
Химические методы.
Химические испытания обычно состоят в том, что стандартными методами качественного и количественного химического анализа определяется состав материала и устанавливается наличие или отсутствие нежелательных и легирующих примесей. Они нередко дополняются оценкой стойкости материалов, в частности с покрытиями, к коррозии под действием химических реагентов. При макротравлении поверхность металлических материалов, особенно легированных сталей, подвергают селективному воздействию химических растворов для выявления пористости, сегрегации, линий скольжения, включений, а также гросс-структуры. Присутствие серы и фосфора во многих сплавах удается обнаружить методом контактных отпечатков, при котором поверхность металла прижимается к сенсибилизированной фотобумаге. С помощью специальных химических растворов оценивается подверженность материалов сезонному растрескиванию. Проба на искру позволяет быстро определить тип исследуемой стали.
Методы спектроскопического анализа особенно ценны тем, что позволяют оперативно проводить качественное определение малых количеств примесей, которые невозможно обнаружить другими химическими методами. Такие многоканальные приборы с фотоэлектрической регистрацией, как квантометры, полихроматоры и квантоваки, автоматически анализируют спектр металлического образца, после чего индикаторное устройство указывает содержание каждого присутствующего металла.