Министерство образования рф

Камский Политехнический Институт

I семестр

ЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМАМ:

«Атомно-кристаллическое строение материалов»

«Структура материалов»

«Дефекты кристаллической структуры»

«Механические свойства материалов»

«Основы металлургического производства»

«Основы литейного производства»

«Обработка металлов давлением»

Набережные Челны 2002 год.

Содержание:

Введение 3

Тема №1: Атомно-кристаллическое строение материалов. 4

1.1 Три агрегатных состояния вещества. 4

1.2. Аморфные и кристаллические состояния твердых тел. 4

1.3. Понятие кристаллической решетки. 5

1.4. Кристаллографическое направление и атомные плоскости. 6

1.5. Анизотропия свойств у кристаллов. 9

Тема №2: Структура металлов. 9

2.1. Общая характеристика и классификация металлов. 9

2.2. Кристаллические решетки металлов. 11

2.3. Полиморфизм металлов. 12

2.3. Зернистое строение металлов. 13

Тема №3: Дефекты кристаллической структуры. 13

3.1. Точечные дефекты. 13

3.2. Линейные дефекты. 14

3.3. Поверхностные и объемные дефекты. 15

Тема №4: Механические свойства материалов. 16

4.1. Классификация свойств и методы механических испытаний материала. 16

4.2. Диаграмма растяжений. 18

4.3. Механизм упругой и пластической деформации 20

4.4. Наклеп или упрочнение металлов. 21

4.5. Возврат или рекристаллизация деформированных металлов. 22

4.6. Разрушение материалов. 23

Технология материалов. 25

Тема №5: Основы металлургического производства. 25

5.1. Основы сведения о металлургическом производстве. 25

5.2. Огнеупорные материалы. 25

5.3. Исходные материалы доменного производства. 26

5.4. Подготовка руд к плавке. 26

5.5. Устройство и работа доменной печи (шахтного типа) 27

5.6. Основные физико-химические процессы в доменной печи. 27

5.7. Сущность процесса получения стали. 28

5.8. Этапы выплавки стали. 29

5.9. Производство сталей в кислородном конверторе. 31

5.10. Производство сталей в электропечах. 31

5.11. Способы выплавки качественной и особо качественной стали. 32

Тема №6: Основы литейного производста. 33

6.1. Основные понятия литейного производства. 33

6.2. Литейные свойства металлов и сплавов. 34

6.3. Дефекты в отливки. 35

6.4. Технология литья в разовых песчано-глинистых формах. 37

6.5. Свойства формовочных смесей. 37

Специальные виды литья 38

6.6. Литье в оболочковой форме. 38

6.7. Литье по выплавляемым моделям. 39

6.8. Литье в кокиль. 40

6.9. Литье под давлением. 41

Тема №7: Обработка металлов давлением (ОМД) 42

7.1. Сущность и основные процессы ОМД. 42

Экзаменационные вопросы. 43

Часть 1. Основы материаловедения 43

Часть 2. Технология материалов 44

Введение

Технология конструкционных металлов (ТКМ)– это комплексная дисциплина, в рамках которой рассматриваются способы производства различных материалов, а также современные прогрессивные методы и их обработки с целью получения деталей машин и конструкций требованной конфигурации и необходимых свойств.

I часть курса ТКМ будет называться основа материаловеденья.

Материаловеденье – это наука о материалах используемых в современной промышленности.

Основная задача: установка и связь между составом, структурой и свойствами материалов.

II часть курса будет называться технология материалов.

• Основы металлургии (получение черных и цветных металлов)

• Основы литейного производства (получение деталей с помощью литья)

• Основы обработки металлов давлением (прокатка, штамповка, ковка)

• Основы обработки металлов резаньем (сверление и т.д.)

• Основы сварочного производства (электросварка, сварка взрывом и т.д.)

Тема №1: Атомно-кристаллическое строение материалов.

1.1 Три агрегатных состояния вещества.

Любое вещество может находиться в трех состояниях – это в жидком, твердом и газообразном.

Реализация того или иного состояния вещества зависит от соотношения средне энергии движения частиц вещества и средней энергии их взаимодействия. Если средняя энергии движения частиц вещества (Е кин) во много раз больше средней энергии их взаимодействия (Е пот), то вещество будет находиться в газообразном состояние, при этом частицы вещества (атомы, молекулы, ионы) будут находиться на относительно большом расстояние друг от друга и практический не взаимодействуют, двигаясь почти свободно они занимают весь предоставленный им объем.

С понижением температуры средняя энергии движения частиц вещества (Е кин) уменьшается и начинает проявляться силы межатомного взаимодействия, это приводит к переходу вещества в так называемое конденсированное состояние сначала в жидкое, а потом в твердое.

В жидком состояние средняя энергии движения частиц вещества (Е кин) примерно равно средней энергии их взаимодействия (Е пот) в результате наблюдается частые разрывы межатомных связей и так называемые перескоке частиц, и это является причиной тягучести жидкостей.

В твердом состояние энергия межатомных связей преобладает над энергией движения частиц (средняя энергии движения частиц вещества (Е кин) меньше средней энергии их взаимодействия (Е пот)) в результате перескоке совершаются крайне редко и вещества сохраняют свою форму.

Промышленность чаще имеет дела с твердыми телами и прежде всего с металлами и сплавами.