- •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
Магний и его сплавы. (гост804-72)
Магний — металл светло-серого цвета. γ= (1,74 г/см3). Тпл= 650 °С., решетка ГПУ
Маркировка: МГ90 (99,9 % Mg); МГ95 (99,95 % Mg) и МГ96 (99,96 % Mg)
Свойства: литого магния: σв = 115 МПа; σ0,2 =25 МПа; ,δ = 8%, НВ 30, а деформированного (прессованные прутки); σв = 200 МПа;σ0,2 =. 90 МПа; δ = 11,5 %, НВ 40. На воздухе магний окисляется приТ=623оС воспламеняется.низкая прочность ,пластичность.
Применение: Используется магний в пиротехнике и химической промышленности .,модификатор.
Влияние легирующих элементов на магниевые сплавы. Важнейшими легирующими элементами в авиационных магниевых сплавах являются: алюминий, цинк, марганец, церий, цирконий и др. Большинство из них образуют с магнием ограниченные твердые растворы и химические соединения.
Вредными примесями в магниевых сплавах являются: никель, кремний, железо и медь, ухудшающие механические свойства и стойкость против коррозии.
Алюминий вводится до 11%; образует с магнием ограниченные твердые растворы и металлические соединения Mg4 Al 3; увеличивает прочность и пластичность сплавов. С увеличением содержания алюминия улучшаются литейные свойства, но уменьшается пластичность сплава в горячем состоянии и увеличивается склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением
Цинк содержится до 5%; образует с магнием ограниченные твердые растворы и металлические соединения; MgZn2 улучшает механические свойства и литейные качества; повышает коррозионную стойкость.
Упрочняющее действие фаз MgZn2 ,Mg4 Al 3сохраняется только до 150—200 °С.
Марганец вводится до 0,1—0,5% для повышения стойкости против коррозии так как очищает их от примеси железа.и в количестве 1,0—2,5%—для увеличения прочности; способствует измельчению структуры, . и улучшает свариваемость по ухудшает литейные свойства
Церий и и ниодим до 0.25% оказывают модифицирующее действие для улучшения механических свойств.
Цирконий и титан вводятся в деформируемые сплавы в небольших количествах для увеличения пластичности в горячем состоянии. Они увеличивают прочность и способствуют мелкозернистости структуры.
Бериллий при содержаггии его 0,05—0,12% уменьшает окисляемость магния при плавке, литье и термической обработке.
Торий повышает жаропрочность магниевых сплавов.
Магниевые сплавы делятся: деформируемые,литейные
1)Деформируемые магниевые сплавы. Маркировка:МА1,МА2,МА3 М- магниевый сплав А-деформируемый ,цифра-порядковый номер.
Магниевые сплавы, имеющие ГПУ решетку, при низких температурах малопластичны. При нагреве пластичность возрастает. О.Д — прессование при 300—480 СС, а прокатку от 340—440 (начало) до 225—250 °С (конец). Штамповку проводят в интервале 480—280 'С. Магниевые сплавы так же, как и алюминиевые, подвергают отжигу, закалке и старению. Особенностью магниевых сплавов является малая скорость диффузионных процессов, поэтому фазовые превращения протекают медленно. Это требует больших выдержек при нагреве под закалку (4—24 ч).и искусственном старении (16— 24 ч)..
Для устранения наклепа магниевые сплавы подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре 350 °С.
Сплав МА1 ,МА8(Mg+Mn) хорошая технологическая пластичность, свариваемость и коррозионная стойкость.,ТО не подвергается Введение в сплав 0,2 % Се-церий (МА8) измельчает зерно,за счет образования дополнительных центров Mg9Се
Изготавливают малонагруженные детали.
Сплав МА2-1 ,МА5(Mg+Al+Zn+Mn )упрочняются Mg4 Al 3, Mg4Zn3Al 2 имеет достаточно высокие механические свойства, хорошо штампуется (прокатывается) и сваривается. Однако склонны к коррозии под напряжением.
МА14(Mg+Zn+Zr)-высокопрочный сплав.Цирконий измельчает зерно,повышаетσв, σ0,2,коррозионную стойкость.Недостаток сложность изготовления,склонность к образованию.трещин при горячей обработке, невысокая свариваемость
МА12(Mg+Nd) упрочняtтся Mg9 Nd .устойчив до300оС,обеспечивает жаропрочность.
МА21(Mg+Li)сверхлегкий сплав.Высокая технологическая пластичность,удовлетворительная коррозионная стойкость..
Из-за малой устойчивости против коррозии изделия из магниевых сплавов оксидируют. На оксидированную поверхность накосят лакокрасочные покрытия.
2)Литейные магниевыесплавы Маркировка:МЛ1,МЛ2,МЛ3,М- магниевый сплав Л-литейный ,цифра-порядковый номер.
Для литейных сплавов характерна грубозернистая структура и, соответственно, более низкие, чем у деформируемых сплавов, механические свойства. Механические свойства литейных сплавов повышают различными способами; перегревом и модифицированием расплава, гомогенизацией слитков, повышением степени чистоты сплавов.
МЛ5,МЛ6(Mg+Al+Zn) используют для литья в землю, в кокиль и под давлением нагруженных крупногабаритных отливок.
Сплав МЛ6 обладает лучшими литейными свойствами, чем МЛ5
Механические свойства сплавов МЛЛ5 и МЛ6 могут быть повышены гомогенизацией при 420 °С, 12—24 ч. Более высокие значения временного сопротивления разрыву и предела текучести сплав МЛ5 приобретает после старения при 175 °С, а МЛ6при 190°С, 4—8 ч .
МЛ5,МЛ6 изготавливают сложные ответственные отливки,в самолето-ракетостраении
МЛ 10(Mg+РЗМ +Zr) жаропрочный сплавТрабдо250-350оС.Т.О.-закалка с 530оС,старениепри200оС Нагруженные детали самолетов и авиадвигателей(корпуса компрессоров, картеров,ферм,шасси.)
МЛ12 (Mg+ Zn+Zr) более высокие механические и технологические свойства при нормальной и повышенной температурах.ТО- закалки с 400(воздух)°С и искусственное старение при 150°С, 50ч.Изготавливают прочные и герметичные отвливки.
Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием.