Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Учебно-методический комплекс по

Читайте также:
  1. Q]3:1: Комплекс мер, направленных на устранение изменений централизации и
  2. SWOT-анализ ООО «Санаторно-курортный комплекс «Волжанка».
  3. А. Адлер Комплекс неполноценности и комплекс превосходства
  4. Аграрное право как комплексная отрасль.
  5. Агропромыш. комплекс (АПК), его роль в экономике страны. Структура АПК. Перспективы развития АПК Беларуси
  6. Агропромышленный комплекс
  7. Адаптивная физическая культура- составнаячасть комплексной реабилитации инвалидов
  8. Анализ комплексной программы по ФВ.
  9. Аналитическая справка к комплексной образовательной программе эстрадного вокально-хореографического коллектива
  10. Антивирусные программы и комплексы

Введение. Предмет «Материаловедение». Д.К.Чернов – основоположник металловедения. Металлические материалы и неметаллические материалы (пластмассы, стекла). Взаимосвязь состава, структуры свойств. Способы воздействия на структуру – термическая химико-термическая и деформационная обработка. Металлы. Металлический сплав. Классификация металлов. Агрегатные состояния вещества и области их существования.

Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллической решетки. Реальное строение кристаллов. Зерна. Вакансии. Дислокации.

Анизотропия свойств. Текстура. Превращения в твердом состоянии. Аллотропия и ее связь с температурой и устойчивостью состояний с наименьшим запасом свободной энергии. Гистерезис превращений.

 

Тема 2. Методы изучения строения материалов

1. Металлографические исследования. Исследование макроструктуры. Образцы для исследований. Исследование микроструктуры. Приготовление микрошлифов. Методы микроскопического исследования металлов. Устройство микроскопа. Типы и конструкции микроскопов. Количественные анализаторы структуры. Предел разрешающей способности микроскопа.

Просвечивающая электронная микроскопия. Косвенный (реплики) и прямой (тонкие пленки) методы. Конструкция и принцип работы электронного микроскопа.

Растровая электронная микроскопия. Принцип действия. Разрешение. Классификация микроскопов. Преимущества.

Основные понятия о стереологии, ренгеноструктурном анализе, микрорентгеноспектральном анализе, химическом фазовом анализе.

 

Тема 3. Механические свойства материалов и методы их изучения Напряжения и деформации. Графическая зависимость деформации от напряжения. Модуль упругости. Предел пропорциональности. Пластическое деформирование. Понятие пластичности. Относительное удлинение, относительное сужение. Схема сдвигового механизма пластической деформации. Роль дислокаций. Классификация механических испытаний: статические, динамические длительные. Методы определения механических свойств.

Испытания на растяжение. Параметры, получаемые в результате испытаний. Виды разрушения образцов.

Испытания на сжатие. Особенности. Типы образцов. Типовые диаграммы. Типовые виды разрушений.

Измерение твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу. Микротвердость. Их применимость для различных материалов.

Испытания на кручение. Понятия: крутящий момент, угол закручивания. Типовая кривая. Типовые виды разрушений.

Ударная вязкость (надежность). Схема копра. Типы образцов.

Испытания на усталость. Схема нагружения. Диаграмма изменения напряжений. Кривая усталости.

 

Тема 4. Теория прочности и пластичности, вязкое и хрупкое

разрушение материалов

Физическая природа деформации. Упругая и пластическая деформация. Диффузионный и бездиффузионный механизмы пластического деформирования. Деформация двойникованием. Сверхпластичность. Схема Одинга. Деформация монокристалла и поликристалла.

Разрушение металлов. Вязкое и хрупкое разрушение. Уравнение Гриффитса. Факторы влияющие на хрупкое и пластичное состояние.

 

Тема 5. Кристаллизация. Монокристаллы, аморфные

и наноматериалы

Три состояния вещества и области их существования. Ближний и дальний порядок. Температура плавления – важнейшая константа. Свободная энергия – мера энергетического состояния системы. Равновесная и фактическая температуры кристаллизации. Типовые кривые охлаждения. Степень переохлаждения. Скрытая теплота кристаллизации.

Механизм процесса кристаллизации: зарождение центров и рост зерен. Кинетическая кривая кристаллизации. Зависимости скорости кристаллизации (с.к.) и числа центров (ч.ц.) от степени переохлаждения (кривые Таммана). Зависимость размера кристаллов от соотношения с.к. и ч.ц. Критический размер зародыша. Влияние скорости отвода тепла при кристаллизации. Дендриты. Строение слитка. Три зоны структур в слитке. Транскристаллизация и другие дефекты слитка: усадочная раковина, пористость.

Виды монокристаллов. Методы получения. Структура, свойства и применение монокристаллов.

Виды аморфных материалов и условия их получения. Состав, структура, свойства и применение аморфных материалов.

Виды наноматериалов. Методы получения. Состав, структура и свойства наноматериалов. Перспективы их применения.

 

Тема 6. Диаграммы состояния: построение, правило фаз, правило отрезков, виды диаграмм 1, 2, 3, 4 рода

Понятие сплава. Виды взаимодействий веществ, входящих в сплав. Механическая смесь. Химическое соединение. Твердый раствор (внедрения, замещения) на базе одного компонента. Растворы замещения – ограниченные, неограниченные. Твердые растворы на базе химического соединения. Упорядоченные твердые растворы.

Диаграмма состояния (равновесия). Внешние и внутренние факторы: температура, давление, концентрация. Определения: компонент, фаза, число степеней свободы. Правило фаз (закон Гиббса). Закон Гиббса при постоянном давлении.

Построение диаграмм 1 рода. Анализ и построение диаграмм состояния на примере кривых охлаждения сплавов системы свинец-сурьма. Связь кривых охлаждения с правилом фаз Гиббса. Перенесение точек на диаграмму. Понятие точек начала и конца кристаллизации - ликвидус и солидус. Линия ликвидус, линия солидус. Понятие эвтектики. Правило отрезков №1 (концентрации компонентов): горизонтальная линия, проекции – концентрации. Правило отрезков №2 (количественное соотношение фаз): обратно пропорционально.

Анализ диаграмм 2 рода. Правило отрезков.

Анализ диаграмм 3-го рода. Диаграммы с эвтектикой и с пиретектикой Типовые кривые охлаждения.

Анализ диаграмм 4-го рода – с устойчивым и неустойчивым химическим соединением. Примеры. Типовые кривые. Правило отрезков.

Связь между типом диаграмм состояния и свойствами. Закон Курнакова.

Тема 7. Конструкционная прочность материалов

Основные понятия: конструкционная прочность, долговечность, жесткость, надежность и др. Дислокационная теория прочности. Формула Орована. Реализация различных механизмов упрочнения.

Факторы, влияющие на конструкционную прочность: технологические, металлургические, конструктивные. Практические примеры повышения конструкционной прочности материалов.

 

Тема 8. Диаграмма состояния железо-углерод

Диаграмма: железо-цементит. Характерные точки диаграммы. Растворы замещения и внедрения. Понятие феррита и аустенита. Три основные реакции: перитектическая, эвтектическая, эвтектоидная.

 

Тема 9. Углеродистые стали

Определение стали. Технологические особенности выплавки. Влияние неизбежных постоянных примесей. Неметаллические включения.

Углеродистая сталь общего назначения. Принцип маркировки углеродистых сталей. Нагартованная сталь. Листовая сталь для холодной штамповки. Автоматные стали. Обрабатываемость резанием.

 

Тема 10. Чугуны

Определение. Классификация. Основные сведения о процессе графитизации. Влияние примесей.

Классификация чугуна по структуре металлической основы и форме графитных включений. Структура и свойства чугуна. Маркировка серых и высокопрочных чугунов. Чугун с вермикулярным графитом.

Ковкий чугун. Состав. Маркировка и механические свойства.

Маркировка чугунов за рубежом. Перспективы развития этого материала и создание новых марок.

 

Тема 11. Теория термической обработки стали. Общие положения. Перлитное, мартенситное и бейнитное превращения

Термическая обработка, как составная часть технологии металлов. Основные параметры термообработки: температура и время.

Классификация. Отжиг первого рода, отжиг второго рода, закалка, отпуск. Химико-термическая обработка.

Термическая обработка и диаграмма состояния.

Основные виды термической обработки стали. Обозначения критических точек. Отжиг. Закалка. Отпуск. Термомеханическая обработка (ТМО).

Четыре основные превращения в стали.

Образование аустенита. Процесс роста аустенитного зерна. Понятия: действительное зерно, наследственное зерно. Шкалы размеров зерна.

Распад аустенита. Скорость распада. Скорость роста и число центров кристаллизации перлита. Кинетическая кривая превращения аустенита в перлит. Понятие инкубационного периода. Использование диаграмм равновесия состояния сплавов для выбора режимов термической обработки.

Мартенситное превращение. Кристаллическая решетка мартенсита и ее характерные особенности.

Бейнитное (промежуточное) превращение: механизм, особенности.

Превращения при отпуске. Влияние термообработки на свойства стали.

 

Тема 12. Технология и виды термической обработки стали

Принцип выбора температуры закалки. Типовые микроструктуры. Неполная закалка. Перегрев при закалке. Принцип выбора времени нагрева. Примерная формула расчета времени нагрева. Влияние формы детали. Химическое действие нагревающей среды.

Закалочные среды. Механизм действия закалочных сред. Этапы охлаждения при закалке. Характеристики закалочных сред. Способы закалки. Дефекты закалки.

Понятие прокаливаемости. Критический диаметр. Идеальный критический диаметр. Испытания на прокаливаемость.

Отжиг и нормализация.

 

Тема 13. Поверхностная закалка, химико-термическая и

термомеханическая обработка

Поверхностная закалка. Виды нагрева.

Химико-термическая обработка. Сущность, назначение, классификация.

Цементация. Виды. Газовые среды. Примеры цементации.

Азотирование. Назначение и область использования. Нитроцементация. Диффузионная металлизация.

Термомеханическая обработка (высокотемпературная и низкотемпературная, ВТМО, НТМО). Влияние ТМО на механические свойства.

 

Тема 14. Классификация сталей. Конструкционные стали

Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей. Классификация примесей и легирующих элементов (ЛЭ). Влияние ЛЭ на полиморфизм железа. Примеры диаграмм: «железо-хром», «железо-никель». Влияние ЛЭ на феррит. Карбидная фаза в стали. Типы карбидов. Влияние ЛЭ на кинетику распада аустенита. Влияние ЛЭ на мартенситное превращение.

Классификации легированных сталей и их маркировка.

Конструкционные стали. Назначение. Принцип выбора.

Цементуемые стали: углеродистые, легированные, высокопрочные.

Улучшаемые (среднеуглеродистые) стали.

Высокопрочные стали. Состав, свойства.

Строительные стали. Понятие свариваемости. Понятие порога хладноломкости. Арматурные стали. Пружинная сталь.

Шарикоподшипниковая сталь. Обозначение. Свойства. Термическая обработка.

Тема 15. Инструментальные стали и сплавы

Инструментальные стали пониженной и повышенной прокаливаемости. Быстрорежущие стали. Понятие красностойкости.

Штамповые стали для горячей и холодной штамповки. Маркировка. Химический состав. Основные свойства.

Твердые сплавы. Маркировка, Химический состав и свойства.

 

Тема 16. Жаростойкие, жаропрочные, нержавеющие стали и

сплавы. Износостойкие стали и сплавы

Понятия «жаростойкость (окалиностойкость)» Особенности состава жаростойких сталей. Понятия «жаропрочность», «длительная прочность», «ползучесть». Особенности состава и структуры жаропрочных сталей. Группы жаропрочных сталей: котельные, сильхромы, аустенитные, никелевые и кобальтовые сплавы. Нимоники. Составы, примеры, области применения.

Понятие коррозии. Пути борьбы с коррозией. Коррозионностойкие стали. Три класса нержавеющих сталей: хромистые (ферритные, мартенситные, мартенсито-ферритные), хромоникелевые, кислотостойкие.

Понятие износостойкости. Особенности состава и структуры износостойких сталей. Сталь Гатфильда.

 

Тема 17. Цветные металлы и сплавы. Титан и его сплавы

Особенности цветных металлов. Их классификация.

Алюминий. Способы получения. Основные легирующие элементы. Силумины. Дуралюмины. Понятие «старение». Классификация алюминиевых сплавов: термообрабатываемые и нетермообрабатываемые. Сплавы типа АК.

Сплавы магния: литейные, деформируемые. Сплавы меди: латуни и бронзы. Общие сведения об алюминиевых, кремнистых, берилиевых бронзах.

Титан и его сплавы. Фазовые превращения в титановых сплавах. Промышленные сплавы титана.

 

Тема 18. Неметаллические материалы: полимеры, пластмассы, стекла.

Понятие «полимеры», их особенности. Классификация полимеров. Термомеханическая кривая некристаллических полимеров. Понятие «релаксационные явления в полимерах». Четыре типа состояния полимеров. Понятие «старение полимеров».

Понятие «пластмассы», их достоинства и недостатки.

Полиэтилен. Полистирол. Их свойства, достоинства и недостатки.

Стеклопластики.

Стекла. Особенности и области применения. Кварцевое стекло, безосколочное стекло.

 

3.3. Лабораторные занятия

 

№ п/п Название лабораторных занятий Число часов
Микроструктурный метод исследования металлов
Определение твердости, прочности, пластичности
Термический метод исследования сплавов (на примере системы свинец - сурьма), построение диаграммы состояния
Диаграмма состояния железо-углерод
Микроструктура, свойства, маркировка конструкционных сталей
Микроструктура, свойства, маркировка чугунов
Микроструктура, свойства, маркировка инструментальных сталей
Микроструктура и свойства покрытий, сформированных химико-термической обработкой и другими способами
ИТОГО

 

4. Перечень литературы

 

№ п/п Перечень литературы Год издания
Гуляев А.П. Металловедение. / Учебник для вузов 6-ое изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия. 544 с.  
Богомолова Н.А. Практическая металлография. / Учебник для средних профессионально-технических училищ – 3-е изд., перераб. и доп. - М. Высшая школа. 240 с.: ил.
Жуковец И.И. Механические испытания металлов. / Учебник для средних профессионально-технических училищ – 2-ое изд., перераб. и доп. - М. Высшая школа. 199 с.: ил.
Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. / Учебник для вузов - 4-ое изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия. 480 с.
Беккерт М. «Мир металла». Пер. с нем. Под ред. Лютцау.- М: Мир. 152 с. С ил.
Марочник сталей и сплавов / Под общ ред В.Г.Сорокина. М.: Машиностроение. – 640 с.

 

Учебно-методический комплекс по




Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 24 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2022 год. (0.016 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав