Введение. Министерство транспорта Российско

Омск 2005

Материаловедение

Г. В. Бычков, А. А. Ражковский, А. В. Смольянинов

Часть 1

Материаловедение

А. В. Смольянинов

Омск 2005

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

_________________________

Конспект лекций

Часть 1

УДК 669.017:620.18(075.8)

ББк 34.202:34.206я73

Б95

Бычков Г. В. Материаловедение: Конспект лекций. Часть 1/ Г. В. Бычков, А. А. Ражковский, А. В. Смольянинов; Омский гос. ун-т путей сообщения, 2005. 57 с.

Конспект лекций состоит из пяти разделов дисциплины «Материаловедение». Первый и второй разделы посвящены кристаллическому строению металлов и описанию их основных свойств. В третьем разделе рассматривается теория сплавов, причем основное внимание уделено сплавам железа с углеродом, разобрана диаграмма состояний системы «железо – цементит». В четвертом разделе приводятся классификация, маркировка и применение углеродистых сталей и серых чугунов. В пятом разделе кратко рассмотрены основные положения термической обработки, связанные с нагревом и охлаждением стали. Даны определения основных операций термообработки: отжига, нормализации, закалки и отпуска, указаны их назначение и режимы проведения.

Предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Материаловедение».

Библиогр.: 9 назв. Рис. 30.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. П. Моргунов;

доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин.

_________________________

Ó Омский гос. университет

путей сообщения, 2005

оглавление

Введение ……………………………………………………………………….…
1. Металлы …………………………………………………………………….….
1.1. Кристаллизация металлов ….……………………………………………….
1.2. Строение кристаллов металла ….………………………………………..…
1.3. Исследование структуры металла ….…………………………………..…..
2. Свойства металлов и сплавов …………………………………………..…….
2.1. Основные свойства металлов ….……………………………………..…….
2.2. Механические свойства металлов ……..……………………………..…….
3. Металлические сплавы …………………………………………..…….……...
3.1. Основы теории сплавов ………………….………………………………….
3.2. Диаграмма железоуглеродистых сплавов …………………………………
3.3. Критические точки сталей (точки Чернова) ……………………………….
4. Классификация и маркировка углеродистых сталей и чугунов ……….…...
4.1. Углеродистые конструкционные стали ……………………………………
4.2. Серые чугуны ………………………………………………………………..
5. Термическая обработка стали ……….……….……………………………….
5.1. Общие сведения …………………………………………….……………….
5.2. Операции термической обработки …..………………………..……………
Библиографический список ……………………………………………...……...

Материаловедение изучает зависимость между составом, строением и свойствами конструкционных материалов. Кроме металлов и сплавов в программу этой дисциплины входит изучение полимерных, электрических и других материалов.

Железнодорожный транспорт, транспортное машиностроение и транспортное строительство являются крупнейшими потребителями материалов (в первую очередь металлов и сплавов), поэтому основными вопросами «Материаловедения» остаются изучение зависимости между составом, строением, свойствами и применением металлов и сплавов.

Авторы конспекта лекций не ставили перед собой задачи полностью охватить все вопросы металловедения, а стремились последовательно, в доступной форме изложить учебный материал, предусмотренный рабочими программами дисциплины «Материаловедение» для студентов различных специальностей нашего вуза.

Материал конспекта поделен на пять разделов. В первом рассмотрены краткая классификация металлов и законы их кристаллизации. Приведены типы кристаллических решеток и строение кристаллов. Во втором разделе указаны основные свойства металлов. Главное внимание уделено механическим свойствам. В третьем разделе рассмотрены типы металлических сплавов. Выполнен разбор диаграммы состояний железоуглеродистых сплавов с характеристикой структуры в каждой области, указаны критические точки сталей. В четвертом разделе даны классификация, маркировка и применение углеродистых сталей и чугунов. Раздел пятый посвящен термической обработке стали. Кратко рассмотрены превращения в стали при нагреве и охлаждении с характеристикой образующихся структур. Указаны назначение и режимы проведения основных операций термической обработки: отжига, нормализации, закалки и отпуска.

При изучении дисциплины «Материаловедение» необходимо усвоить большое количество специальных терминов и определений, а на ее изучение в нашем вузе по существующим учебным планам отводится один семестр. Объем информации в учебной литературе значителен и не укладывается в рамки часов аудиторных занятий. Помочь студентам, изучающим «Материаловедение», разобраться в большом объеме новой для них информации и предназначен данный конспект лекций.

1. Металлы

Металлы – это химические элементы, отличительными признаками которых являются непрозрачность, специфический блеск, электро- и теплопроводность, хорошая ковкость. Все металлы делятся на две большие группы – черные и цветные. Черные металлы имеют большую плотность, высокую температуру плавления, относительно высокую твердость. Основным представителем этой группы является железо.

Железные металлы: железо, кобальт, никель (ферромагнетики) и марганец. Кобальт, никель, марганец часто применяют в качестве добавок (легирующих элементов) к сплавам железа (сталям). К группе черных металлов относятся также урановые, редкоземельные (РЗМ) и тугоплавкие температура плавления которых выше, чем у железа, – 1539°С.

Цветные металлы обычно имеют характерный цвет, большую пластичность, малую твердость, относительно низкую температуру плавления. Наиболее типичными цветными металлами являются медь и алюминий. Цветные металлы подразделяются на легкие – с малой плотностью (менее 3 г/см³): магний, бериллий, алюминий; легкоплавкие: цинк, олово, свинец, висмут, сурьма и т. п., температура их плавления – менее 1000°С. К этой же группе относятся и благородные металлы: серебро, золото, платина, палладий, иридий, осмий и др.

Часто под словом «металл» понимают не только чистый химический элемент, но и сплав, состоящий из химического элемента – металла с другим металлом или неметаллом. Сплавы обладают разнообразными свойствами, которых нет у чистых металлов. Входящие в сплав химические элементы называются компонентами сплава. Большинство сплавов получают сплавлением компонентов в жидком состоянии. Металлокерамические сплавы получают путем спекания порошков металлов (например, порошковый дюралюмин Д16П).

Металл – твердое поликристаллическое тело, он состоит из кристаллов различной формы и величины. После окончания процесса плавки жидкий металл из печи выпускают в ковш. Из ковша металл разливают по изложницам, где он кристаллизуется – переходит в твердое состояние, остывает, образуя слиток (пять, восемь, десять тонн и более).

Дата добавления: 2014-01-07