Конспект тем самостийного вивчення

ЗАТВЕРДЖУЮ

Содержание

Определяемых по методу Бринелля, Роквелла и Виккерса

Ориентировочный перевод значений твердости,

Приложение В

 

 

HB HRA HRC HRB HV HB HRA HRC HRB HV

1(1). Предмет материаловедения. Историческая справка. 2

2(2). Мировое производство основных материалов. 2

3(3). Черные и цветные металлы, свойства и применение. 3

4(4). Сталь как важнейший конструкционный материал. 4

5. Способы получения и технологической обработки металлов и сплавов. 4

6. Виды контроля, параметры и методы оценки качества материалов. 6

7(12). Механические испытания материалов. 7

8(13). Испытание на растяжение. 7

9. Испытания на изгиб и сжатие. 10

10(14). Определение твердости. 10

11(15). Определение ударной вязкости при изгибе. 12

12. Испытание на вязкость разрушения. 13

13. Испытание на усталость. Живучесть. 14

14. Стандарты на материалы. Принципы маркировки и сортамент металлических материалов. 16

15. Строение металлического слитка. Влияние на механические свойства величины зерна, способы регулирования. 17

16(5). Строение металлов. Применение поликристаллических, монокристаллических и аморфных материалов в промышленности 18

17(6). Основные типы кристаллических решеток. Анизотропия кристаллов. 19

18(7). Точечные, линейные и поверхностные дефекты в кристаллах, влияние на прочность. 20

19(8). Деформация и разрушение металла. Упругая и пластическая деформация. Механизм пластической деформации. Наклёп 22

20(10). Возврат и рекристаллизация. 23

21. Холодная и горячая деформация. Сверхпластичность. Структура и свойства сплавов после горячей обработки давлением 24

22(17). Полиморфные превращения. 25

23(18). Строение сплавов. Твердые растворы, химические соединения, механические смеси. 26

24. Диаграммы фазового равновесия. 27

25. Правило фаз и правило отрезков. 29

26. Ликвация в сплавах. 31

27. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. 31

28(19). Фазы и структуры на диаграмме состояния железо-цементит. 32

29(20). Железо и сплавы на его основе. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. 34

30(21). Легирующие элементы в стали. Влияние легирующих элементов на диаграмму состояния. 35

31(22). Структурные классы легированных сталей. 35

32(23). Цели легирования. 35

33. Превращения аустенита при охлаждении. Термокинетическая диаграмма. 36

34(24). Основные виды термической обработки. Предварительная и окончательная термообработка. 38

35(25). Виды отжига и их назначение. 38

36(26). Закалка и отпуск сталей. Поверхностная закалка. 40

37(27). Искусственное и естественное старение сплавов. 41

38. Виды брака при термообработке. 41

39(28). Термомеханическая обработка и ее разновидности. 42

40(29). Химико-термическая обработка, ее разновидности и применение. 43

41(9). Объемное и поверхностное деформационное упрочнение. 44

42(30). Классификация сталей. 44

43(31). Конструкционные стали и сплавы, маркировка, свойства и область применения. 45

44(32). Инструментальные стали и сплавы, маркировка, свойства и область применения. 48

45(31.3). Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. 49

46(33). Белый, серый, высокопрочный, ковкий и легированный чугун, маркировка, структура, свойства и область применения 49

47(34). Магний и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения. 51

48. Бериллий и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения. 51

49(35). Алюминий и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения. 52

50(36). Титан и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения. 54

51(37). Медь и сплавы на ее основе, маркировка, свойства и область применения. 54

52. Никель и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения. 55

53(38). Тугоплавкие металлы и сплавы, маркировка, свойства и область применения. 56

54(39). Антифрикционные материалы, маркировка, структура, свойства и область применения. 57

55. (40). Неметаллические материалы. Классификация полимеров. 58

56. (40). Пластические массы, состав, свойства и область применения. 60

57. Эластомеры. Состав, классификация и свойства резин. 61

58. Клеящие материалы и герметики, состав, классификация и свойства. 63

59. Неорганические материалы. Графит, керамика, неорганическое стекло, ситаллы, свойства и область применения. 64

60. Порошковые материалы, структура, свойства и область применения. 66

61. Композиционные материалы с металлической и неметаллической матрицей, структура, свойства и область применения 66

62. Наноматериалы. 68

63. Древесные материалы, классификация, свойства и область применения. 69

64. Вспомогательные материалы. Смазочные и смазочно-охлаждающие материалы, асбест, бумага кожа, текстиль. 71

65. Защитные и декоративные покрытия. Лакокрасочные, электролитические и горячие покрытия. Плакирование. 73

Приложение А.. 76

Приложение Б. 77

Приложение В. 78


[1] Североамериканская зона свободной торговли, в которую с 1994 г. входят США, Канада и Мексика.

* См. Приложение А.

[2] От нем. «Stahl».

[3] От греч. «pyr» – огонь.

[4] От греч. «hýdōr» – вода.

[5] От англ. «puddie» – перемешивать.

[6] Эти способы предложены англ. металлургами Г. Бессемером в 1855 г., С. Дж. Томасом в 1878 г. и франц. металлургом П. Мартеном в 1864 г.

[7] Первый микроскоп вероятно построил голл. мастер Захария Янсен в 1604 г. Более известным является другой голландец – конструктор микроскопов – Антони ван Левенгук (1632–1723 гг.).

[8] Серия работ по созданию электронных микроскопов в США на рубеже 30-х – 40-х гг. ХХ в. была выполнена В.К. Зворыкиным, больше известным в качестве изобретателя электронного телевидения.

[9] СТМ и АСМ разработаны сотрудниками компании IBM в 80-х гг. ХХ в. За разработку теоретических основ создания СТМ Г. Бининг и Г. Рорер получили Нобелевскую премию по физике в 1985 г.

* См. Приложение Б.

[10] Момент сопротивления W рассчитывают для прямоугольного сечения образца по формуле bh2/6, а для круглого сечения– πd3/32, где h, b, d – высота, ширина и диаметр образцов.

[11] Методы Бринелля, Роквелла и Виккерса разработаны, соответственно, в 1900, 1920 и 1924 г.

[12] В нашей стране шарики диаметром 2,0 и 1,0 мм, а также нагрузки менее 62,5 кгс обычно не используются.

[13] 1 дюйм равен 25,4 мм.

[14] Разработчики микротвердомера ПМТ-3 М.М. Хрущов и Е.С. Беркович в 1947 г. были отмечены Государственной премией СССР.

[15] Метод франц. инженера Г. Шарпи предложен в 1901 г., введен в международную практику в 1909 г.

[16] Методику построения сериальных кривых хладноломкости, а затем и теорию хладноломкости металлов разработал Н.Н. Давиденков (1879–1962 гг.).

* Подробнее см. пп. 42–44.

[17] От англ. «bloom».

[18] От англ. «slab» – плита.

* См. п. 18.

** О деформационной анизотропии в поликристаллических материалах см. п. 19.

[19] От греч. «ámorphos» – бесформенный.

[20] Поэтому металлы обладают большей плотностью, чем неметаллы.

[21] От лат. «vacans» – пустующий, свободный.

[22] От лат. «dislocatio» – смещение, перемещение.

[23] От англ. «whisker» – усы (кошки, тигра и т. п.).

[24] Предел прочности нитевидных кристаллов железа составляет 13000 МПа, меди 3000 МПа и цинка 2250 МПа, по сравнению с пределом прочности технического железа 300 МПа, меди 260 МПа и цинка 180 МПа.

* См. п. 19.

[25] Изменение структуры различных металлов и сплавов, подвергаемых пластическому деформированию, исследовал С.Т. Конобеевский (1880–1970 гг.).

* Подробнее см. п. 35.

** См. п. 19.

[26] Явление сверхпластичности открыто и детально изучено акад. А.А. Бочваром (1902–1984 гг.).

[27] От франц. «domaine» – владение, поместье. Домены представляют собой области внутри зерен с однонаправленной намагниченностью.

[28] Парамагнитное α-железо раньше называли β-железом.

[29] Причиной ферромагнетизма является положительное обменное взаимодействие электронов незаполненных оболочек атомов переходных металлов, приводящее к параллельности спинов этих электронов, а, следовательно, к параллельности их магнитных моментов, т. е. самопроизвольной намагниченности.

[30] От лат. «ferrum» – железо.

[31] От имени англ. металлурга У. Робертса-Остена (1843–1902 гг.).

[32] От имени амер. физика, исследователя термодинамических процессов Дж. В. Гиббса (1839–1903 гг.).

[33] От лат. «liquatio» – разжижение, плавление.

[34] От франц. «perle» – жемчуг.

[35] От имени нем. металлурга А. Ледебура (1837–1906 гг.).

[36] Хладноломкость особенно присуща сплавам на основе металлов с ОЦК решеткой. Хладноломкость снижают путем очистки металла от вредных примесей, легированием и термообработкой.

[37] Англ. металлург Р.А. Гадфильд в 1883 г. разработал износостойкую высокомарганцевую сталь. О создании никелевой стали впервые заявил шотл. инженер Дж. Райли в 1889 г. В 1902 г. амер. изобретатели Ф. Тейлор и М. Уайт получили вольфрамовую быстрорежущую сталь, применение которой позволило резко повысить производительность труда в машиностроении. В 1912 г. в Германии на заводах Круппа была выплавлена хромоникелевая нержавеющая сталь. В 1913 г. англичанин Г. Бреарли обнаружил способность стали с высоким содержанием хрома сопротивляться кислотной коррозии.

* См. п. 33.

[38] Изучение фазовых превращений в различных сплавах и доказательство существования переохлажденного аустенита в сталях было выполнено акад. А.А. Байковым (1870–1946 гг.).

[39] От имени англ. ученого Г.К. Сорби (1826–1908 гг.).

[40] От имени франц. химика Л.-Ж. Труста (1825–1911 гг.).

[41] От имени нем. металловеда А. Мартенса (1850–1914 гг.).

[42] От имени амер. металлурга Э. Бейна (1891–1974 гг.).

[43] Название дано в честь австрийского ученого А. фон Видманштеттена (1754–1849 гг.), впервые описавшего в 1808 г. подобную структуру в железном метеорите.

* См. п. 19.

[44] Уральский инженер Б.Г. Козин предложил и успешно опробовал способ поверхностного наклепа деталей сложной формы с помощью сжатой до очень высокого давления (400…600 МПа) струи воды.

[45] Фреттинг-коррозия – коррозия при минимальном повторяющемся (локальном) перемещении двух сопрягающихся поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды, вследствие непрерывного разрушения защитной оксидной пленки. Характерна для болтовых и заклепочных соединений, посадочных поверхностей подшипников качения и шестерен, листовых рессор и т. п.

[46] Примерно 80 % выплавляемого чугуна предназначено для передела в сталь.

[47] В конце XIX в. мировую известность приобрело каслинское (г. Касли в Челябинской обл.) чугунное художественное литье, лучшие образцы которого продавались по цене золота.

[48] От лат. «vermiculus» – червячок.

[49] Тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) ядерного реактора представляет собой металлическую трубку, заполненную делящимся материалом, например, UO2.

[50] Медь является важнейшим легирующим элементом, используемым при создании алюминиевых сплавов повышенной прочности, в том числе дуралюминов (дюралей) – от лат. «durus» – твердый.

[51] В создании многих высокопрочных сплавов (от В95 для ТУ-16 и ТУ-104 до сверхлегких алюминиево-литиевых сплавов 1420 и 1441 для МиГ-29 и истребителей 5 поколения) принимал непосредственное участие патриарх советского материаловедения акад. И.Н. Фридляндер (род. в 1913 г.)

* См. п. 65.2.

** См. п. 45.

[52] В скобках указана температура плавления в оС.

[53] От имени амер. изобретателя И. Баббита (1799–1862 гг.).

* Порошковые антифрикционные материалы рассмотрены в п. 60.

[54] Молекулярная масса измеряется в атомных единицах массы (а. е. м.), представляющих собой 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12С.

[55] У полярных молекул есть дипольный момент, у неполярных – нет. Дипольный момент – произведение расстояния между разными полюсами на их заряд.

[56] Термопласты составляют примерно 2/3 от мирового объема производства синтетических полимеров.

[57] Фенолоформальдегидная смола – продукт поликонденсации фенола с формальдегидом – впервые синтезирована в 1907 г. бельг.-амер. химиком Л. Бакеландом (1863–1944 гг.) и приобрела торговое название бакелит.

[58] За последние четверть века мировое производство полимерных материалов возросло в 2,8 раза, в то время как производство стали увеличилось только в 1,7 раза.

[59] Западная Европа потребляет более 16 % производимых в мире полимерных материалов; из них 43 % приходится на упаковку, 20 % используется в строительстве, 8 % – в автомобилестроении.

[60] Длительность эксплуатации стабилизированных полимеров значительно возрастает, например, срок наступления хрупкости полиэтилена, стабилизированного сажей, составляет свыше 5 лет; а трубы из поливинилхлорида могут работать 10…25 лет.

[61] Винипласт получают путем введения до 10 % пластификатора в поливинилхлорид.

[62] Плексиглас – листовой полиметилметакрилат – разновидность органического стекла.

[63] Политетрафторэтилен или «фторопласт-4» – продукт полимеризации тетрафторэтилена.

[64] АВS – акрилонитрилбутадиенстирол – широко распространенный в промышленности, ударопрочный пластик на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом – разновидность полистирола.

[65] Гетинакс – слоистый пластик на основе бумаги, пропитанной чаще всего фенолоформальдегидной смолой.

[66] Текстолит – слоистый пластик на основе хлопчатобумажной ткани, пропитанной чаще всего феноло- или крезолоформальдегидной смолой.

[67] Карболит – фенолоформальдегидная смола с наполнителем, отвержденная в присутствии нефтяных сульфокислот.

[68] Пенопласты содержат преимущественно замкнутые, поропласты – сообщающиеся поры; изготавливаются путем вспенивания полиуретана, полистирола, поливинилхлорида и т. п.

[69] Способ производства первого в мире синтетического полибутадиенового каучука СКБ был найден С.В. Лебедевым в 1921 г., а затем осуществлен в СССР в промышленном масштабе в 1928–1930 гг. Первоначально, исходный бутадиен производили из дефицитного этилового спирта; потом разработали его получение из бутана попутного нефтяного газа, который до сих пор не полностью востребован и просто сжигается в атмосфере.

[70] Способ горячей вулканизации натурального каучука открыл в 1839 г. амер. изобретатель Ч. Гудьир.

[71] Работоспособность клеевых соединений зависит, прежде всего, от процессов адгезии и когезии. Адгезия характеризует прочность сцепления клеевой пленки со склеиваемой поверхностью, когезия – прочность собственно клеевого слоя.

[72] От греч. «gráphō» – пишу.

[73] К кристаллическим формам углерода относятся графит, карбин, фуллерены, алмаз и лонсдейлит. Аморфными и частично кристаллическими переход­ными формами углерода являются пироуглерод, пирографит, стеклоуглерод, сажи, кокс, волокна, пленки и др.

 

[74] От греч. «kéramos» – глина.

[75] Углеродные волокна получают термической обработкой (400…3000 оС) природных или искусственных органических волокон.

[76] Кевлар (от англ. «kevlar») – торговое название арамида – полипарафенилен-терефталамида – (NH–C6H4–NH–CO–C6H4–CO)n. Волокна кевлара получают путем вытягивания из расплава.

[77] Названы по имени амер. архитектора Б. Фуллера, который использовал каркасные многоугольные конструкции в своих проектах. Фуллерены обнаружили в 1985 г. амер. ученые Р. Керл, Г. Крото и Р. Смолли. В 1996 г. им за эти исследования вручена Нобелевская премия.

[78] Нанотрубки обнаружил япон. проф. С. Иидзима в 1991 г.

[79] От греч. «xýlon» – дерево.

[80] Целлюлоза (С6Н10О5)n и лигнин (ароматическое кислородсодержащее соединение ряда бензола) являются природными полимерами.

[81] От нем. «Spon».

[82] От нем. «Furnier» – накладывать.

[83] От греч. «ásbestos» – неугасимый, неослабевающий, неиссякающий.

[84] От англ. «belting» – приводной ремень.

[85] От франц. «plaquer» – покрывать.

Заст. директора коледжу з НР

______________В.В.Ковтун

,, ___” _____________ 2010 р