Кондратенко Л.А.
Свойства и технологии конструкционных материалов.
L
Подольск. 2011
Содержание:
Глава 1. Общие принципы создания технологий. ………….. стр. 7.
§ 1.1 Понятие технологического процесса…………………..........7
§ 1.2 Стандарты ISO 9000 (ИСО 9000)…………………………….7
§ 1.3 Программы обеспечения качества атомных
станций, как пример реализации требуемой
системы качества…………………………………………….15
§ 1.4 Жизненный цикл изделия……………………………………16
Глава 2. Металлы. Металлические сплавы. Классификация
материалов, применяемых в промышленности…………17
§ 2.1 Строение атомов……………………………………………..17
§2.2 Основные металлические свойства металлов……………….18
§2.3 Упругость……………………………………………………..25
§2.4. Общие свойства металлов и сплавов, как веществ,
имеющих нарушения сплошности среды…………...............30
§2.5 Полиморфные превращения (ПфП)…………………………..35
§2.6. Сплавы ……………………………………………………...…36
§2.7. Сплавы с особыми физическими свойствами……………….43
§2.8. Сталь……………………………………………………………47
§2.9. Термическая обработка стали………………………………...53
§2.10. Чугун………………………………………………………….60
§2.11. Цветные сплавы………………………………………………64
§2.12. Химико- термическая обработка (ХТО) поверхности
стальных деталей……………………………………………..70
§2.13. Композиционные материалы с металлической
матрицей (композиты)………………………………………..76
§2.14 Разрушение металлов и сплавов…………………………….77
§2.15. Механизм процесса разрушения……………………………89
§2.16. Изнашивание и износостойкость металлов…………………98
§2.17. Пути повышения прочности деталей………………………102
§2.18. Выбор сталей для деталей машин и механизмов………….104
§ 2.19. Коррозия и электрохимическая коррозия металлов.
Кинетика химической коррозии……………………………106
§ 2.20 Окисные пленки ……………………………………………..109
§ 2.21. Электрохимическая коррозия ЭХК)………………………113
Глава 3. Неметаллические материалы……………………………....119
§ 3.1 Полимеры……………………………………………………..119
§ 3.2 Пластические массы……………………………………….....122
§ 3.3 Резиновые материалы…………………………………...……127
§ 3.4 Клеящие материалы и герметики……………………………131
§ 3.5 Рабочие и смазочно-охлаждающие жидкости………….....133
§ 3.6 Основы технологии производства резино-технических
изделий (РТИ)…………………………………………стр. 143
§ 3.7 Основные положения технологии окрашивания
поверхностей…………………………………………………148
Глава 4. Литье……………………………………………………………151
§ 4.1. Некоторые свойства жидких расплавов……………………151
§ 4.2. Требования к моделям и литым деталям……………….…..154
§ 4.3 Формовочные смеси………………………………………….156
§ 4.4 Основные способы получения литых деталей……………...157
§ 4.5 Характерные особенности способов литья…………………160
§ 4.6 Брак литья…………………………………………………….162
§ 4.7. Изготовление деталей методами порошковой
металлургии…………………………………………………..162
Глава 5. Обработка заготовок методами пластического
деформирования (давления)………………………………168
§ 5.1. Сущность процесса пластического деформиро-
вания металлов и сплавов…………………………………168
§ 5.2. Основные математические соотношения при
пластическом деформировании металлов………………….174
§ 5.3. Гибка………………………………………………………….176
§ 5.4. Штамповка……………………………………………………183
§ 5.5. Изготовление и закрепление труб………………………….186
Глава 6. Резание металлов………………………………………….197
§ 6.1. Сущность процесса резания………………………………..197
§ 6.2. Шероховатость……………………………………………...209
§ 6.3. Энергозатраты процесса резания…………………………...211
§ 6.4. Современные способы сверления отверстий……………...214
§ 6.5. Резание абразивным инструментом………………………..217
§ 6.6. Механическое полирование…………………………………222
§ 6.6. Механическая (лезвийная) обработка алмазом,
эльбором и другими сверхтвердыми материалами…………223
Глава 7 Основы технологии получения сборочного
соединения………………………………………………….227
§ 7.1. Основные положения сварки……………………………...227
§ 7.2. Электрическая сварочная дуга…………………………….229
§ 7.3. Особенности процесса плавления металла в дуге………..232
§ 7.3. Основные реакции в зоне сварного шва………………….234
§ 7.4. Формы сварных соединений……………………………….236
§7.5 Динамическая прочность сварных соединений……… ….239
§ 7.6. Основные требования к подготовке деталей к сборке
под сварку, сварке, контролю……………………………..242
§ 7.7 Электросварка в cреде защитных газов……………………243
§7.8. Наплавочные работы………………………………………..244
§7.9. Контактная электросварка…………………………………244
§7.10. Газовая сварка и кислородная резка……………………..246
§7.11. Сварка цветных металлов и их сплавов…………………248
§7.12.Сварка чугуна. …………………………………………….249
§7.13. Сварка полимеров и пластмасс…………………………..250
§7.14. Пайка металлов……………………………………………251
§7.15. Контроль качества изготовления заготовок и сварных
конструкций………………………………………………253
§7.16 Резьбовые соединения…………………………………….259
§7.17 Сборка соединений с гарантированным натягом………..266
§7.18. Соединения деталей с помощью заклепок и точечного
деформирования…………………………………………..269
§7.19 Точность обработки и сборки…………………………….272
Глава 8. Электрохимические и другие специальные методы
размерной обработки металлов……………………….275
§ 8.1. Электроимпульсная обработка металлов (ЭИМ)…….....275
§ 8.2. Электроконтактная обработка. (ЭКО)……………………277
§ 8.3. Плазменная обработка (ПО)………………………………277
§ 8.4. Электронно-лучевая обработка (ЭЛО)…………………..279
§ 8.5. Лазерная обработка (ЛО)…………………………………279
§ 8.6. Электрохимическая обработка (ЭХО)……………………281
§8.7. Электрохимическое полирование…………………………282
§8.8. Гидроструйная обработка заготовок………………………283
§8.9. Ультразвуковая обработка (УЗО)………………………….284
Приложения………………………………………………………..287
Предисловие
Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов специальностей промышленная теплоэнергетика, иформационная и измерительная техника и технология.
В связи с тем, что знания материалов и их свойств используются в процессе изготовления и эксплуатации изделий, выполняющих соответствующую работу по производству или получению какого-либо продукта, например, тепла или информации, то в первой главе изложены основные понятия технологического процесса и меры по обеспечению требуемого качества такого продукта. Описаны фундаментальные положения международных стандартов ISO 9000 и приведен пример их выполнения.
Во второй и третьей главах описаны основные свойства применяемых материалов и фундаментальные зависимости. Однако в отличие от общепринятого подхода здесь также рассмотрены основные понятия и уравнения, характеризующие свойства рабочих и смазочно-охлаждающих жидкостей, коррозию и коррозионную стойкость, механическое разрушение металлов, поскольку именно эти характеристики обуславливают работоспособность различных устройств. Здесь же изложены основы технологии изготовления резинотехнических изделий и основные положения технологии окрашивания поверхностей.
Суть методов изготовления деталей и узлов (технологии конструкционных материалов), а также ремонта описаны в главах 4…8. Кроме того, здесь приведен ряд современных воззрений по вопросам резания, обработки давлением, закрепления деталей, обварки концов труб, проверки качества изготовления изделий.
Многие из рассмотренных тем исследованы или использованы в практической работе автором, описания других выполнены на основании анализа специальных публикаций.
Пособие составлено таким образом, что текст, написанный крупным шрифтом, предназначен для получения общих знаний, а мелким- для более глубокого изучения и практического применения.