- •Конспект лекций по общему курсу материаловедения
- •Для студентов заочной формы обучения
- •Учебное пособие
- •Москва 2013
- •Введение.
- •Глава 1. Теория сплавов.
- •1.1. Механические свойства сплавов и методы их определения.
- •1.2. Атомно-кристаллическая структура металлов.
- •1.4. Закономерности кристаллизации металлов и сплавов.
- •1.3. Дефекты кристаллического строения металлов.
- •1.5. Микроструктура сплавов.
- •1.6. Характеристика фаз и структурных составляющих.
- •1.7. Диаграммы состояния.
- •1.8. Фазы и структурные составляющие в сплавах Fe-c.
- •1.9. Влияние химического состава и структуры на свойства сталей и чугунов.
- •1.10. Классификация, маркировка и применение углеродистых сталей.
- •1.11. Применение чугунов.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
- •Глава 2. Теория термической обработки.
- •2.1. Критические температуры при термообработке стали.
- •2.2. Превращения при нагреве стали.
- •Перегрев и пережог.
- •2.3. Превращения в стали при непрерывном охлаждении.
- •2.4. Образование структур перлитного типа.
- •2.5. Промежуточное превращение.
- •2.6. Мартенситное превращение.
- •2.6.1.Особенности мартенситного превращения.
- •2.6.2. Свойства мартенсита.
- •2.7. Превращения при отпуске.
- •2.7.1. Свойства стали после отпуска.
- •2.7.2. Отпускная хрупкость.
- •2.7.3. Старение.
- •2.8. Прокаливаемость и закаливаемость стали.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
- •Глава 3. Технология термической обработки.
- •3.1. Технология объемной термообработки стали.
- •3.1.1. Отжиг 1-го рода.
- •3.1.2. Отжиг 2-го рода.
- •3.1.3. Нормализация.
- •3.1.4. Дефекты отжига и нормализации.
- •3.1.5. Закалка.
- •3.1.6. Дефекты закалки.
- •3.2. Поверхностная закалка.
- •3.3. Химико-термическая обработка (хто).
- •3.3.1. Цементация.
- •3.3.2. Азотирование.
- •3.3.3. Нитроцементация.
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 4. Машиностроительные материалы.
- •4.1. Легированные конструкционные стали.
- •4.2. Специальные стали и сплавы.
- •4.3. Литейные сплавы.
- •4.4. Неметаллические материалы.
- •4.4.1. Пластмассы.
- •4.4.2. Резины.
- •4.4.3. Клеи и герметики.
- •4.5. Композиционные материалы.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Глава 5. Порошковые материалы.
- •5.1. Технология производства металлических порошков.
- •Основными элементами технологии порошковой металлургии являются:
- •5.2. Свойства металлических порошков.
- •5.3. Классификация порошковых сталей.
- •5.4. Порошковые углеродистые конструкционные стали.
- •5.5. Порошковые легированные конструкционные стали.
- •Медистые порошковые стали.
- •Порошковые стали, легированные никелем.
- •Порошковые железомедноникелевые стали.
- •Порошковые молибденовые стали.
- •Хромистая порошковая сталь.
- •Марганцовистые порошковые стали.
- •Сложнолегированные порошковые конструкционные стали.
- •5.6. Порошковые стали инструментального назначения.
- •5.7. Порошковые стали специального назначения.
- •5.8. Антифрикционные материалы на основе железа.
- •5.9 Термическая обработка порошковых сталей.
- •5.10. Свойства и применение порошковых сплавов.
- •Применение порошковых материалов
- •Методами порошковой металлургии получают:
- •Применение и состав порошковых сплавов
- •5.11. Производство деталей из порошковых материалов.
- •5.12. Эффективность технологии порошковой металлургии.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
Медистые порошковые стали.
Медь повышает прочность, но снижает пластические свойства и ударную вязкость. Наиболее интенсивное возрастание прочностных свойств наблюдается при совместном введении меди (до 5-6%) и углерода до 0,3-0,6%. Легирование порошковой стали медью снижает оптимальное количество углерода в стали.
Введение меди в порошковую сталь улучшает обрабатываемость и повышает сопротивление атмосферной коррозии.
Порошковые стали, легированные никелем.
Никель является одним из распространенных легирующих элементов при получении высококачественных машино- и приборостроительных сталей и сталей с особыми физико-химическими свойствами.
Легирование порошкового железа одним никелем применяется редко. При этом существенное повышение свойств наблюдается только при высоких температурах спекания.
Никелевые порошковые конструкционные стали содержат 0,3-0,6% углерода и 1-3% никеля. Увеличение содержания никеля в стали понижает оптимальное содержание углерода, понижает твердость стали. В связи с тем, что никель при спекании вызывает большую усадку, для получения безусадочных изделий с высокими механическими свойствами порошковые стали легируют никелем и медью.
Порошковые железомедноникелевые стали.
При двойном легировании введение меди обусловливает повышение прочностных свойств изделия, а добавление никеля — пластичности и ударной вязкости. Исследованиями установлено, что прочность тройных сплавов значительно выше, чем двойных. Если прочность на разрыв железомедных образцов с пористостью 10% при содержании меди 2% составляет 260-300 МПа, то при одновременном легировании железа 2% меди и 4% никеля прочность на разрыв достигает 400-420 МПа, удлинение составляет 7-8%, твердость — 120-127 НВ.
Железомедноникелевые порошковые сплавы применяются для изготовления нагруженных деталей (шестерен, ригелей, державок и т. п.). Спекают такие изделия при температуре 1100-1200°С в диссоциированном аммиаке. Добавка в железомедноникелевые смеси графита существенно повышает их прочностные свойства, но снижает пластичность и ударную вязкость. Увеличение содержания никеля в стали при постоянном содержании углерода повышает все ее механические свойства.
Порошковые молибденовые стали.
Легирование порошковых сталей молибденом производится только при изготовлении ответственных, тяжелонагруженных деталей. Молибден в порошковые стали вводится в количестве 0,2-1,0% при приготовлении порошковой смеси либо в составе порошков, полученных распылением, либо в виде лигатур.
Монолегирование порошковых сплавов молибденом применяется редко. Наибольшее применение молибден имеет в сочетаний с другими элементами, что обеспечивает резкое повышение механических свойств стали. Наиболее эффективное влияние молибдена на механические свойства проявляется при его совместном введении с никелем и другими элементами, особенно, если изделия подвергаются термической обработке. Лучшими свойствами обладают порошковые стали, содержащие 1-3% никеля, 0,25-1,0% молибдена, 0,4-0,8% углерода.