- •Введение
- •Раздел1 Физико-химические основы материаловедения.
- •Тема1.1.Строение и кристаллизация металлов.
- •Анизотропия
- •Кристаллическое строение реальных кристаллов.
- •Аллотропия
- •Кристаллизация металлов
- •Модифицирование.
- •Методы металографического и физико-химического анализа металлов. Макроанализ.
- •Микроанализ.
- •Рентгеновский анализ.
- •Дефектоскопия.
- •Тема1.2Пластическая деформация и рекристаллизация.
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •Тема1.3Механические свойства материалов.
- •Испытание на растяжение:
- •. Метод Бринелля:
- •Метод Роквелла
- •Метод Виккерса
- •Испытание на ударную вязкость.
- •Тема1.4Основные понятия о сплавах.
- •Диаграммы состояния двойных сплавов
- •Диаграммы состояния сплавов первого рода
- •Диаграмма состояния сплавов второго рода
- •Тема1.5 Основы металлургического производства. .Производство чугуна
- •Производств стали.
- •Конверторный способ:
- •Мартеновский способ:
- •Производство стали в электрических печах
- •Разливка стали и строение слитка
- •Тема1.6Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма Fe- Fe3c.
- •Кристаллизация чугунов.
- •Кристаллизация сталей.
- •Тема1.6Углеродистые стали , чугуны. Чугуны
- •Серый чугун( гост 1412—79)
- •.Модифицированный чугун
- •Высокопрочный чугун(7293-85)
- •Ковкий чугун(1215-79)
- •Легированные чугуны
- •Углеростые стали. Классификация углеродистых сталей.
- •Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •Конструкционная сталь обыкновенного качества.(гост380-71)
- •Качественные углеродистые стали (гост 1050—74)
- •Рессорно-пружинная сталь(гост14959-79)
- •Автоматная сталь(гост1414-75)
- •Углеродистые инструментальные стали ( гост 1435—74)
- •Тема1.8 Термическая обработка.Стали и чугуна.
- •Превращения в стали при нагреве
- •Превращение переохлажденного аустенита
- •Превращения в закаленной стали при нагреве
- •Термическое и деформационное старение углеродистой стали
- •Нормализация
- •Закалка.
- •Способы закалки
- •. Отпуск
- •Старение
- •Обработка стали холодом
- •Термомеханическая обработка стали
- •Тема1.9 Химико – термическая обработка.
- •Цементация
- •3)Жидкостная цементация.
- •Азотирование
- •Сульфоцианирование
- •Диффузионная металлизация.
- •Алитирование
- •Хромирование
- •Силицирование
- •Борирование
- •Раздел 2Конструкционные и инструментальные материалы.
- •Тема2.1Общие свойства легированных сталей..
- •Классификация легированных сталей по структуре
- •1.Влияние легирующих элементов на аллотропические превращения в железе.
- •Влияние легирующих элементов на карбидную фазу.
- •Влияние легирующих элементов:
- •Тема2.2 Конструкционные стали. Конструкционные (строительные) низколегированные стали (гост 19281—73).
- •Конструкционные цементуемые (нитроцементуемые) стали (гост 4543—71)
- •Конструкционные улучшаемые стали(гост 4543—71).
- •Мартенситно-стареющие высокопрочные стали
- •Рессорно-пружинные стали (гост 14959—79);.
- •Шарикоподшипниковые стали(гост 801—78).
- •Износостойкая (аустенитная) сталь
- •Тема2.3Стали и сплавы с особыми свойствами. Коррозионностойкие.Нержавеющие стали. (гост 5632—72)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали. Жаропрочность.
- •Окалиностойкость (жаростойкость)
- •Жаропрочные и окалиностойкие стали
- •Клапанные стали(гост 5632—72)
- •Котлотурбинные стали
- •Жаропрочные стали и сплавы для газовых турбин
- •Никелевые жаропрочные сплавы
- •Дисперсно упрочненные никелевые жаропрочные сплавы
- •Сплавы с высоким электрическим сопротивлением(гост 12766—67)
- •Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами
- •Магнитные стали и сплавы
- •Магнитно-твердые стали и сплавы
- •Тема2.4 Инструментальлые стали
- •Стали неглубокой прокаливаемости
- •Стали глубокой прокаливаемости
- •Быстрорежущие стали(гост 19265—73)
- •Штамповые стали
- •Теплостойкие штамповые стали
- •Стали для измерительных инструментов
- •Тема2.5Твердые сплавы (гост 3882—74) и свехтвердые режущие материалы.
- •Тема2.6 Цветные металлы и сплавы. Медь и ее сплавы.
- •Латуни(Гост 17711—80)
- •Алюминий и его сплавы
- •Классификация алюминиевых сплавов
- •Термическая обработка алюминиевых сплавов Отжиг
- •Закалка
- •Старение
- •Деформируемые не упрочняемые термической обработкой.
- •Литейные алюминиевые сплавы.
- •Магний и его сплавы. (гост804-72)
- •.Титан и его сплавы.
- •Термическая обработка титановых сплавов
- •Подшипниковые сплавы.
- •Тема2.7Коррозия металлов. Классификация и виды коррозии.
- •Защита металлов от коррозии.
- •Раздел3 Неметаллические материалы.
- •Тема3.1 Пластические массы.
- •Слоистые пластмассы
- •Термопластические полимерные материалы
- •Переработка пластмасс
- •Пенопласты
- •Тема3.2Резина, резинотехнические изделия. Исходное сырье. Каучук
- •Основные виды резины и их назначение
- •Тема3.3 Клеи,герметики,и лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов
- •Радел 4 Порошковые и композиционные материалы,их получение.
- •Тема 4.1 Порошковая металлургия.
- •Тема4.2Композиционные материалы с полимерной матрицей.
- •Волокнистые композиционные материалы с полимерной матрицей
- •Углепласты.(карбоволокниты)
- •Углерод- углеродный материал.
- •Боропласты(бооволокниты).
- •Органоволокниты.
- •Дисперсно-упрочненные композиционные материалы
- •Тема4.3Композиционные материалы с металлической матрицей
Магнитно-твердые стали и сплавы
Магнитно-жесткие материалы обладают высокими значениями коэрцитивной силы — от нескольких десяткой до нескольких тысяч А/см Характерна широкая петля гистерезиса.Изготавливают постоянные магниты.
Получение высококоэрцитивного состояния в этих сплавах обусловлено происходящими в них фазовыми превращениями: мартенситым превращением, распадом твердого раствора с выделением дисперсных фаз, превращением неупорядоченных твердых растворов, в решетке которых атомы компонентов распределены относительно равномерно, в упорядоченные твердые растворы, атомы компонентов в которых занимают определенные положения в кристаллической решетке. Коэрцитивная сила возрастает также при возникновении искажении в кристаллической решетке, вызванных напряжениями. Постоянные магниты можно раз. делить на следующие группы:
1) стали с мартенситной структурой;
2) литые магнитно-твердые сплавы;
3) порошковые металлокерамическне сплавы;
4) пластически деформируемые сплавы.
1)Стали с мартенситной структурой
-углеродистые заэвтектоидные стали -У10 и У12
- легированные стали.- ЕХЗ ,ЕВ6 ,ЕХ5К5; ЕХ9К15М2
Хромистые стали по сравнению с углеродистыми прокаливаются значительно глубже, поэтому из них изготовляют более крупные магниты. Хромокобальтовые стали имеют наиболее высокие магнитные свойства.
Коэрцитивная сила легированных сталей после термической обработки составляет 4,8—12 кА/м, остаточная магнитная индукция 0,8— 1,0 Тл.
Применение ограниченное
2)Литые магнитно-твердые сплавы системы Fc—Ni—Al на основе железа. Они содержат примерно 12—34 % Ni и 6,5—15 % А1, остальное железо. В равновесном состоянии в сплавах имеются две фазы с объемноцентрированной кубической решеткой: β1 твердый раствор, близкий по составу к железу, и β2-упорядоченныи твердый раствор на основе соединения NiAl. β2-фаэа слабоферромагнитна.. Для улучшения магнитных свойств легируют Си, Со, Ti, Nb, Сплавы обладают высокой твердостью и хрупкостью, поэтому они не поддаются деформации и обработке резанием; магниты из них изготовляют методом литья.
Маркировка:ЮНД4,ЮНДК18,ЮНДК35Т5Б,
Магнитные сплавы подвергают специфической термической обработке. Она включает в себя нагрев до 1250—1280 СС с последующим регламентированным охлаждением, которое обеспечивает получение наибольшего значения коэрцитивной силы.
Еще более высокие результаты достигаются при термической обработке сплавов в магнитном поле (термомагнитная обработка).
3)Порошковые магнитно- твердые сплавы изготовить из порошка Fe—Ni—Al имеют ряд преимуществ перед литыми сплавами: они обладают повышенной прочностью, что объясняется малой величиной зерна,. но по магнитным свойствам несколько уступают им.ММК1, М.МК7, ММ11).
3)Деформируемые магнитно-твердое сплавы изготовляют на основе пластичных металлов: Fea, Co, Си. Они обладают способностью к обработке давлением, резанием.
По свойствам приближаются по к литейннм сплавам для постоянных магнитов, Сплавы являются дисперсионно-твердеющимн. Термическая обработка -закалка и старение (отпуск).
Деформируемые сплавы:
-хромко (45% Fe; 30% Сг; 25% Со);
-викаллой (52% Со; 13% V, остальное— Fе);
-кунико (50% Си; 21% Ni; 29% Со
Ковкие пластичные деформируемые сплавы хромко, викаллой, кунико и другие применяют для изготовления тонких лент и проволоки.
Магнитно-мягкие стали и сплаеы
Мапштно-мягкие стали и сплавы предназначены для изготовления магнитопроводов, элементов магнитной системы, проводяших магнитный поток, создаваемый каким-либо источником.
Эти стали н сплавы должны иметь малую коэрцитивную силу, большую магнитную восприимчивость. Характерна узкая петля гистерезиса.
В качестве магнитно-мягкого материала используют тонколистовую электротехническую сталь, точнее, низкоуглеродистые (0,05— 0,005% С), железокремиистые сплавы (0,8—4,8% Si).
1)Железокремиистые сплавы Кремний образует с железом твердый раствор (легированный феррит). Он сильно повышает электросопротивление стали и тем самым снижает потери на вихревые токи, увеличивает магнитную проницаемость.
Электротехнические стали по структуре и виду прокатки разделяют на классы (ГОСТ 214270—75): 1 —горячекатаная изотропная; 2 — холоднокатаная изотропная; 3 — холоднокатаная анизотропная с определенной текстурой.
В зависимости от содержания кремния стали подразделяют на группы: 0 —с содержанием до 0,4% Si; I —с 0,4—0,8 % Si; 2 — с 0,8—1,8% Si; 3-е 1,8—2,8% Si; 4 —с 2,8—3,8% Si; 5 — с 3,8-4,8% Si.
Электротехнические стали делят на группы (0, 1,2, 6, 7] в зависимости от нормируемых показателей электрических и магнитных свойств.
Выпускают следующие марки тонколистовых электротехнических сталей; горячекатаная сталь 1211; 1212; 1213; 1311; 1312; 1313; 1411; 1412 и др.; холоднокатаная анизотропная: 2011; 2012; 2013; 2111; 2211 и др.; холоднокатаная анизотропная (текстурировапнан): 3411; 3412; 3414 и т. д.
В марке цифры означают: первая — класс по структуре и виду прокаткь, вторая — содержание кремния; третья — группу по основной нормируемой характеристике свойств; четвертая — порядковый номер типа стали.
Более высокие магнитные свойства имеет крупнозернистая сталь с определенной текстурой, т. е. с определенной преимущественной кристаллографической ориентацией зерен.
Электротехническую сталь по применению делят на динамную и трансформаторную. Динамная сталь содержит 0,5—2,3 % Si и по сравнению с трансформаторной сталью (3,5—4,8 % Si) она более пластична
2)Особо чистые сорта железа после специальной обработки также имеют высокую магнитную проницаемость и малую коэрцитивную силу, но низкое электросопротивление и большие потери на вихревые токи. Такое железо можно применять в качестве магнитно-мягкого материала для изготовления сердечников, полюсных наконечников электромагнитов и др.
3)Железо никелевые сплавы (пермаллои) содержат 45—80 % ,Ni и дополнительно легированы храмом, кремнием, молибденом. Легирующие элементы входят в твердый раствор, повышают электросопротивление и уменьшают потери на вихревые токи. Магнитная проницаемость этих сплавов очень высокая.
Наиболее высокие свойства имеет пермаллой 79НМА (78,5—80 % Ni; 3,8—4,1 % Mo, остальное — Fe). После специальной термической обработки (высокотемпературный отжиг при 1100—1250 °С в атмосфере водорода с медленным охлаждением в магнитном ноле) они обладают высокой начальной магнитной проницаемостью до 50 000 и максимальной проницаемостью до 300 000, а также малой коэрцитивной силой (0,05—0,003 А/см).
Из-за очень высокой начальной магнитной проницаемости пермаллои применяют в аппаратуре, работающей в слабых полях (телефон, радио).