- •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
Быстрорежущие стали(гост 19265—73)
Красностойкость стали 600—650 °С,ообеспечивается легированием большим количеством вольфрама в сочетании с молибденом и ванадием.,а также хромом (примерно 4 %), а некоторые — кобальтом
Вольфрам образует. карбиды., при наличии в стали молибдена, хрома, ванадия, кобальта они также могут входить в состав карбидов M6C.
Хром, содержание которого во всех быстрорежущих сталях примерно одинаково (4 %), при соединении с углеродом образует карбид Сг23С6. В этом карбиде дополнительно растворяются железо, вольфрам, молибден и другие элементы
Ванадий образует в стали карбиды типа МС (VC) высокой твердости и износостойкости.
Кобальт повышает красностойкость и твердость,теплопроводность
Быстрорежущие стали условно разделягот
-стали умеренной красностойкости
Стали, легированные вольфрамом и молибденом и с небольшим содержанием ванадия (1—2 %): PI8, Р12, Р9, Р6М5. Эти стали сохраняют высокую твердость (не ниже HRC 60) при нагреве до 620 СС.
Р6М5-80 % от общего объема производства. Для повышения эксплуатационных свойств сталь дополнительно легируют азотом (Р6АМ5).
-стали повышенной красностойкости.
Стали с высоким содержанием ванадия V›2 %, а также стали, дополнительно легированные кобальтом (Р9К5, Р12ФЗ, Р18К5Ф2 и др.). Стали этой группы сохраняют высокую твердость при нагреве до 630—650о С.
Быстрорежущие стали по структуре в отожженном состоянии относятся к ледебуритному классу. В их структуре имеется эвтектика (ледебурит), в состав которой входят специальные карбиды.
Инструмент, изготовленный из быстрорежущей стали, подвергают закалке приТ=1250оС в масло и трехкратному отпуску. приТ=550-570оС Микроструктура стали после закалкни отпуска состоит из мартенсита и карбидов.
Для улучшения режущих свойств и повышения стойкости инструмент из быстрорежущей стали подвергают низкотемпературному цианированию — химико-термиче ской обработке, в результате которой поверхностные слои насыщаются атомами углерода и азота, при этом образуется тонкий (0,02—0,07 мм) цианированный слой, имеющий твердость HV 1000—1100 и повышенную красностойкость (~650°С).
Штамповые стали
Штамповые стали делят
-для холодного деформирования
-для горячего деформирования
Стали для холодного деформирования Сталь, должна иметь высокую твердость и износостойкость, достаточную вязкость и незначительно деформироваться при закалке. У10, У11, У12-для обработки малопрочных материалов
X, ХВГ, ХВСГ, 7ХГ2ВМ -более крупные и сложные по форме штампы, предназначенные для работы в более тяжелых условиях
Сталь 7ХГ2ВМ, сочетает глубокую прокаливасмость (в сечениях диаметром до 100—-125 мм) с небольшими объемными изменениями при закалке. Последнее обусловлено повышенным количеством остаточного аустенита в структуре стали (до17-20%).
Приведенные стали являются сталями обычной износостойкости и требуемые от них свойства формируются в результате неполной закалки на максимальную твердость и низкотемпературного отпуска (HRC> 60).
К инструменту, деформирующему металл в холодном состоянии, относятся вытяжные, вырезные, гибочные, формовочные, высадочные штампы, дыропробивные пуансоны, обрезные матрицы, ножи для резания материалов, волочильные доски, ролики для накатывания резьбы и др.
Х12М и Х12Ф1(С=1,45-1,65%)(ГОСТ 5950—73). -для изготовления инструмента, который должен иметь высокую твердость и повышенную износостойкость, а также малую деформируемость при закалке (дыропрошивные матрицы и пуансоны, матрицы глубокой высадки листового металла, матрицы и пуансоны глубокой высадки вырубных и просечных штампов сложной конфигурации и др Прокаливаемость до150-200мм Имеют незначительные объемные изменения при закалке.
Твердость 12 %-ных хромистых сталей в зависимости от температуры закалки Повышение температуры нагрева более 1050—1075 СС приводит к снижению твердости закаленной стали. Это объясняется тем, что с повышением температуры закалки увеличивается растворимость карбидов в аустеиите, содержание углерода и хрома в ней возрастает. В связи с этим температурный интервал мартенситного превращения снижается и в структуре стали при закалке увеличивается количество остаточного аустенита. Следовательно, повышение твердости при закалке с нагревом до 1075 °С вызвано увеличением твердости мартенсита в результате того, что он становится более пересыщенным углеродом, а снижение твердости при закалке от более высоких температур — увеличением в структуре стали количества остаточного аустенита. Штампы из 12 %-пых хромистых сталей в зависимости от условий работы и требуемых свойств термически обрабатывают на первичную и вторичную твердость.
Сталь Х6ВФ содержит меньше углерода и хрома и менее склонна к карбидной неоднородности, чем 12 %-ные хромистые стали. По прочности и особенно вязкости она превосходит высокохромистые стали, но уступает им по прокаливаемости и износостойкости.Изготавливают штампы работающие при значительных динамических нагрузках,резьбонакатные ролики.
4ХС,6ХС,4ХВ2С,5ХВ2С,6ХВ2С-инструмент, работающий с большими ударными нагрузками(пневматическиезубила,ножи для холодной резки металла,обжимные матрицы)Повышение вязкости за счет снижения Сдо0,4-0,6% и повышением температуры отпуска.
Стали для горячего деформированияСтали должны обладать теплостойкостью, стойкостью против разгара глубокой прокаливаемостью,высокой ударной вязкостью.