Общие сведения о материалах

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Электронный курс лекций

(в авторской редакции)

 

 

для направления подготовки

151000.62 Технологические машины и оборудование

 

 

Ставрополь 2013

УДК: 66

ББК: 35

С 24

 

Рецензенты:

доцент кафедры химической технологии, машин и аппаратов химических производств, канд. хим. наук А.Л. Проскурнин; начальник отдела технического развития ОАО «Невинномысский Азот» А.М. Новоселов

 

 

С 24 Материаловедение и технология конструкционных материалов: Электронный курс лекций ‑ Ставрополь: СКФУ, 2013. – 90 с.

 

 

Составитель:

А.И. Свидченко, к.т.н., доцент кафедры "Химической технологии, машин и аппаратов химических производств" НТИ СКФУ

 

 

Электронный курс лекций подготовлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта в части содержания и уровня подготовки бакалавров по направлению 151000.62 "Технологические машины и оборудование". Содержит электронный курс лекций, способствующий приобретению знаний о материалах и технологиях их обработки при изготовлении изделий машиностроения. Рассмотрены особенности требований, диктуемых условиями применения, разновидности материалов, принципы их выбора, оценки свойств и улучшения прочностных и эксплуатационных свойств, а также методы обработки при изготовлении оборудования.

Курс лекций рассчитан на студентов всех форм обучения, его информационное содержание достаточно для изучения дисциплины в объеме, предусмотренном программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

 

УДК: 66

ББК: 35

© Свидченко А.И.

© ФГАОУ ВПО «Северо-

Кавказский федеральный

университет», Невинномысский технологический институт

(филиал), 2013

Содержание

Введение. 4

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.. 5

1 Общие сведения о материалах. 5

1.1 Особенности атомно-кристаллического строения металлов. 5

1.2 Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов. 8

1.3 Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния 10

2 Пластическая деформация, свойства металлов и сплавов. 13

2.1 Конструкционная прочность материалов. 13

2.2 Технологические и эксплуатационные свойства материалов. 14

2.3 Конструкционные стали. 17

3 Теория и технология термической и химико-термической обработки стали. 22

3.1 Виды термической обработки металлов. 22

3.2 Отжиг и нормализация стали. 23

3.3 Закалка и отпуск стали. 26

4 Коррозия и методы защиты.. 29

5 Электротехнические материалы, резина, пластмассы.. 31

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.. 36

6.Основные методы получения твердых материалов. 36

6.1 Основы металлургического производства. Производство чугуна. 36

6.2 Основы порошковой металлургии. 43

6.3 Производство стали. Производство цветных металлов. 47

7 Производство отливок. 50

7.1 Заготовительное производство. Литейное производство. 50

7.2 Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах. 53

7.3 Специальные способы литья. 59

8 Производство заготовок пластическим деформированием.. 65

8.1 Прокат и его производство. Прессование. Волочение. 65

8.2 Технология обработки давлением. Ковка. 68

8.3 Горячая объемная штамповка. 70

8.4 Холодная штамповка. 72

9 Производство неразъемных соединений. 75

9.1 Сварочное производство. Сварка плавлением.. 75

9.2 Сварка давлением. Пайка. 78

10 Формообразование поверхностей деталей резанием.. 80

10.1 Механическая обработка резанием.. 80

10.2 Технологические возможности способов резания. 83

10.3 Электрофизические и электрохимические методы обработки. 86

Литература. 90

Введение

Материаловедение – наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях.

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы – металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют около ⁴/₅ всех известных химических элементов.

В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы на его основе – стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).

Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан, хром, никель и др.

Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы – пластмассы, керамика, резина и др. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами по сравнению с металлическими материалами. Но использование их в промышленности в качестве конструкционных материалов относительно невелико (около 10 %) и предсказание того, что неметаллические материалы существенно потеснят металлические, не оправдалось.

Технология конструкционных материалов представляет собой совокупность современных знаний о способах производства материалов и средствах их переработки в целях изготовления изделий различного назначения. Ее основные разделы: металлургия, литейное производство, обработка давлением, сварка, обработка резанием.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Общие сведения о материалах