Адаскин м материаловедение металлообработка. Основы материаловедения (металлообработка)

    Автономов В.С. Введение в экономику: Учебник для 10-11 классов общеобразоват. учреждений/ В.С.Автономов. - 2002

    Адаскин А.М. Материаловедение (металлообработка): Учебник для НПО/ А.М.Адаскин, В.М.Зуев. - 2003

    Алгебра и начала анализа.10-11 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений с прил. на электронном носителе/ Ред. А.Н.Колмогоров. - 2011

    Алгебра и начала анализа: Учебник для 10-11кл. сред. школы/ Ред. А.Н.Колмогоров. - 2001; 2003

    Атанасян Л.С. Геометрия: Учебник для 10-11 кл. общеобраз. уч-ий/ Л.С.Атанасян. - 2002; 2003

    Афонин Г.С. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава: Учебник для НПО/ Г.С.Афонин, В.Н.Барщенков, Н.В.Кондратьев. - 2008; 2005

    Болотин М.М. Системы автоматизации производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ М.М.Болотин, В.Е.Новиков. - 2004

    Бродский А.М. Черчение (металлообработка): учебник для нач. проф. образования/ А.М.Бродский, Э.М.Фазлулин, В.А.Халдинов. - 2007

    Бутырин П.А. Электротехника: учебник для нач. проф. образования/ П.А.Бутырин, О.В.Толчеев, Ф.Н.Шакирзянов; Ред. П.А.Бутырин. - 2006

    Воронина Г.Н. Немецкий язык, контакты.: Учебник для 10-11 классов общеобразоват. учреждений./ Книга для чтения. / Г.Н.Воронина, И.В.Карелина. - 2004

    Габриелян О.С. Химия. 10 класс.: Учебник для общеобразоват. учреждений/ О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И.Теренин. - 2002

    Габриелян О.С. Химия.11 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений/ О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова. - 2002

    Габриелян О.С. Химия: учебник для 11 кл. общеобразоват. учреждений. Базовый уровень/ О.С.Габриелян. - 2009

    Голицын А.Н. Основы промышленной экологии: Учебник для учреждений НПО/ А.Н.Голицын. - 2007

    Грищенко А.В. Устройство и ремонт электровозов и электропоездов: Учебник для НПО/ А.В.Грищенко, В.В.Стрекопытов, И.А.Ролле. - 2008

    Громов С.В. Физика: Учебник для 10 кл. общеобраз. уч-ий/ С.В.Громов. - 2001; 2002

    Громов С.В. Физика: Учебник для 11 кл.общеобраз. уч-ий/ С.В.Громов. - 2001

    Гузей Л.С. Химия. 10 класс.: Учебник для общеобразоват. учреждений/ Л.С.Гузей, Р.П.Суровцева. - 2002

    Гузей Л.С. Химия. 9 класс: учеб. для общеобразов. учеб. заведений/ Л.С.Гузей, В.В.Сорокин, Р.П.Суровцева. - 2002

    Еремин В.В. Химия: Учебник для 10 кл. общеобразов. учреждений.Базовый уровень/ В.В.Еремин, А.А.Дроздов, Н.Е.Кузьменко, В.В.Лунин. - 2007

    Еремин В.В. Химия: Учебник для 11 кл. общеобразов. учреждений. Базовый уровень/ В.В.Еремин, Н.Е.Кузьменко, В.В.Лунин, А.А.Дроздов, В.И.Теренин. - 2008

    Журавлева Л.В. Электроматериаловедение: Учебник для НПО/ Л.В.Журавлева. - 2001

    Загладин Н.В. История России и мира в XX - начале XXI века: Учебник для 11 кл./ Н.В.Загладин, Н.А.Симония. - 2008

    Зайцев С.А. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении: учебник для нач. проф. образования/ С.А.Зайцев, А.Д.Куранов, А.Н.Толстов. - 2007

    Зайцев С.А. Контрольно-измерительные приборы и инструменты: учебник для нач. проф. образования/ С.А.Зайцев, Д.Д.Грибанов, А.Н.Толстов, Р.В.Меркулов. - 2006

    Иванова Р.Г. Химия: Учебник для 10 класса общеобразоват. учреждений/ Р.Г.Иванова, А.А.Каверина. - 2002

    Информатика: Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений/ Ред. П.П.Беленький. - 2002

    История Урала XX век: Учебник для общеобразоват. школ, гимназий, лицеев, колледжей. Кн.2/ Ред. Б.В.Личман; Ред. В.Д.Камынин. - 1998

    История Урала с древнейших времен до конца XIX века: Учебник. Кн.1/ Ред. Б.В.Личман. - 2002

    История Урала с древнейших времен до наших дней: учебник для 10-11 кл. общеобразоват. уч-ий/ Ред.Огоновская И.С.; Ред. Н.Н.Попов. - 2004

    Качурин М.Г. Русская литература XIX века. 10 класс.: Учебник для общеобразов. учреждений. В.2-х ч. Ч.2/ М.Г.Качурин. - 2002

    Кравченко А.И. Обществознание.: Учебник для 10 кл. общеобразоват. учреждений/ А.И.Кравченко. - 2008; 2002

    Кравченко А.И. Обществознание.: Учебник для 11 класса общеобразоват. учреждений/ А.И.Кравченко, Е.А.Певцова. - 2002

    Криксунов Е.А. Экология.: Учебник для 10 (11) класса общеобразоват. учреждений/ Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник. - 2001

    Кузовлев В.П. Английский язык: Учебник для 10-11 классов общеобразоват. учреждений/ В.П.Кузовлев, Н.П.Лапа, Э.Ш.Перегудова. - 2003

    Лебедев Ю.В. Русская литература XIX века. 10 класс.: Учебник для общеобраз. учреждений. В 2-х ч. Ч.1. Ч.2/ Ю.В.Лебедев. - 2002

    Макарова Н.В. Информатика и ИКТ. 10 кл.Базовый уровень: учебник для общеобразоват. учреждений/ Н.В.Макарова, Г.С.Николайчук, Ю.Ф.Титова; Ред. Н.В.Макарова. - 2010

    Макарова Н.В. Информатика и ИКТ. 11 кл.Базовый уровень: учебник для общеобразоват. учреждений/ Н.В.Макарова, Г.С.Николайчук, Ю.Ф.Титова; Ред. Н.В.Макарова. - 2011

    Москаленко В.В. Справочник электромонтера: учеб. пособие для нач. проф. образования/ В.В.Москаленко. - 2011

    Мунчаев Ш.М. История России: учебник для вузов/ Ш.М.Мунчаев, В.М.Устинов. - 2006

    Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 10 кл. общеобраз. уч-ий/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. - 2002

    Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 11-го кл.общеобразов. уч-ий/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. - 2003

    Новиков П.Н. Задачник по электротехнике.: Учеб. пособие для НПО/ П.Н.Новиков, В.Я.Кауфман, О.В.Толчеев. - 2002

    Обществознание.: Учебник для 11 кл. общеобразов. учреждений. Базовый уровень/ Ред. Л.Н.Боголюбов. - 2008

    Обществознание: Учебник для 10-11 кл. общеобразов.учреждений/ Ред. А.Ф.Никитин. - 2007

    Организация перевозок грузов: Учебник для СПО/ Ред. В.М.Семёнов. - 2008

    Оскорбина С.Н. Основы экономических знаний. Введение в экономическую теорию и практику: Учеб.пособие для НПО/ С.Н.Оскорбина, И.В.Лукина. - 2000

    Павлова Е.И. Экология транспорта: Учебник для вузов/ Е.И.Павлова. - 2000

    Покровский Б.С. Слесарное дело: Учебник для НПО/ Б.С.Покровский, В.А.Скакун. - 2003

    Пуговкин А.П. Биология: Учебник для 10-11 кл. Базовый уровень/ А.П.Пуговкин, Н.А.Пуговкина. - 2008

    Русская литература XX века. 11 класс: Учебник для общеобраз. учреждений. В 2-х ч. Ч.2/ Ред. В.П.Журавлев; Сост. Е.П.Пронина. - 2002

    Русская литература XX века. 11 класс: Учебник для общеобраз. учреждений. В 2-х ч. Ч.1, Ч.2./ Ред. В.В.Агеносов. - 2002

    Русская литература XX века. 11 класс: Учебник для общеобразов. учреждений. В 2-х ч. Ч.1./ Ред. В.П.Журавлев; Сост. Е.П.Пронина. - 2002

    Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий: Учебник для НПО/ Ю.Д.Сибикин, М.Ю.Сибикин. - 2002

    Системы телеуправления на железнодорожном транспорте: Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта/ Ред. Е.П.Брижак. - 2005

    Смирнов И.П. Введение в современное обществознание: Учебник для ужреждений НПО на базе среднего образов./ И.П.Смирнов. - 2007; 2001

    Соколов В.Н. Общий курс железных дорог: Учебник для техникумов и колледжей ж/д транспорта/ В.Н.Соколов, В.Ф.Жуковский, С.В.Котенкова, А.С.Наумов. - 2002

    Соколова С.В. Основы экономики: Учеб. пособие для НПО/ С.В.Соколова. - 2002; 2004

    Сухих И.Н. Литература для 11 кл. базовый уровень: учебник для общеобразоват. учреждений в 2-х ч. Ч.1/ И.Н.Сухих. - 2011

    Сухих И.Н. Литература для 11 кл. базовый уровень: учебник для общеобразоват. учреждений в 2-х ч. Ч.2/ И.Н.Сухих. - 2011

    Сухих И.Н. Литература: Учебник для 10 кл. в 2-х ч. Ч.1. Базовый уровень/ И.Н.Сухих. - 2008 (Введено оглавление)

    Сухих И.Н. Литература: Учебник для 10 кл. В 2-х ч. Ч.2. Базовый уровень./ И.Н.Сухих. - 2008 (Введено оглавление)

    Топоров И.К. Основы безопасности жизнедеятельности: Учебник для учащихся 10-11 кл. общеобразов. учреждений/ И.К.Топоров. - 2008

    Хван Т.А. Основы безопасноти жизнедеятельности: учеб. пособие для студентов сред. спец. обр./ Т.А.Хван, П.А.Хван. - 2010

    Череданова Л.Н. Основы экономики и препринимательства: Учебник для НПО/ Л.Н.Череданова. - 2002

    Чертков И.Н. Химия. Органическая химия: Учебник для 11 класса общеобразоват. учреждений/ И.Н.Чертков, Р.Г.Иванова. - 2002

    Черчение: Учебник для уч-ся общеобразов. уч-ий/ Ред. В.В.Степакова. - 2001

    Шандров Б.В. Автоматизация производства (металлообработка: Учебник для НПО/ Б.В.Шандров, А.А.Шапарин, А.Д.Чудаков; Министерство образования РФ; Институт развития профессионального образования. - 2002

    Шелухин В.И. Автоматизация и механизация сортировочных горок: учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта/ В.И.Шелухин. - 2005

    Шкатулла В.И. Основы права: Учебник для учреждений НПО/ В.И.Шкатулла, В.В.Надвикова, М.В.Сытинская. - 2008

Транскрипт

1 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ (металлообработка) УЧЕБНИК Под редакцией В. Н. Заплатина Рекомендовано Федеральным государственным учреждением «Федеральный институт развития образования» в качестве учебника для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы начального профессионального образования Регистрационный номер рецензии 205 от 28 апреля 2009 г. ФГУ «ФИРО» 8-е издание, стереотипное

2 УДК (075.32) ББК 30.3я722 О-753 Авторы: В. Н.Заплатин, Ю. И.Сапожников, А.В.Дубов, Е.М.Духнеев Рецензенты: преподаватель высшей категории ГОУ ПУ 6, г. Москва З. Ф. Самкова; технический директор ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» А.В.Ульянов Основы материаловедения (металлообработка) : учебник Î-753 для студ. учреждений сред. проф. образования / [В. Н.Заплатин, Ю.И.Сапожников, А.В. Дубов и др.] ; под ред. В.Н. Заплатина. 8-е изд., стер. М. : Издательский центр «Академия», с. ISBN Рассмотрены металлические и неметаллические, конструкционные и инструментальные, композиционные, горюче-смазочные и другие виды материалов. Дана информация об их строении, свойствах и областях применения. Особое внимание уделено вопросам снижения материалоемкости производства. Учебник может быть использован при изучении общепрофессиональной дисциплины «Основы материаловедения» в соответствии с ФГОС СПО для профессий, связанных с металлообработкой. К данному учебнику выпущено электронное приложение «Основы материаловедения». Для студентов учреждений среднего профессионального образования. ISBN УДК (075.32) ББК 30.3я722 Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается Заплатин В.Н., Сапожников Ю.И., Дубов А. В., Духнеев Е. М., 2013 Заплатина Т. А. (наследница Заплатина В. Н.), 2016 Образовательно-издательский центр «Академия», 2013 Оформление. Издательский центр «Академия», 2013

3 Уважаемый читатель! Данный учебник является частью учебно-методического комплекта по дисциплинам общепрофессионального цикла для технических профессий. Учебник предназначен для изучения общепрофессиональной дисциплины «Основы материаловедения». Учебно-методические комплекты нового поколения включают в себя традиционные и инновационные учебные материалы, позволяющие обеспечить изучение общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин и профессиональных модулей. Каждый комплект содержит учебники и учебные пособия, средства обучения и контроля, необходимые для освоения общих и профессиональных компетенций, в том числе и с учетом требований работодателя. Учебные издания дополняются электронными образовательными ресурсами. Электронные ресурсы содержат теоретические и практические модули с интерактивными упражнениями и тренажерами, мультимедийные объекты, ссылки на дополнительные материалы и ресурсы в Интернете. В них включены терминологический словарь и электронный журнал, в котором фиксируются основные параметры учебного процесса: время работы, результат выполнения контрольных и практических заданий. Электронные ресурсы легко встраиваются в учебный процесс и могут быть адаптированы к различным учебным программам.

4 4 Введение Все вещества состоят из химических элементов (водород, кислород, сера, фосфор, железо, медь и др.). Свойства химических элементов зависят от заряда атомных ядер, из которых они состоят. В настоящее время известно 117 химических элементов. Соединяясь различными связями (ионная, электрическая, ковалентная, металлическая и межмолекулярная) друг с другом, химические элементы образуют молекулы простых или сложных веществ, в которые могут входить от двух до сотен тысяч атомов. Это предопределило создание веществ с различными свойствами и характеристиками, получение искусственным путем материалов, которые могут быть использованы в науке и технике. Материалы это вещества, полученные из сырья и служащие для производства полуфабрикатов, производственных и строительных деталей и готовых изделий (например, металлы и их сплавы, кирпич, древесина, кожа, полимеры, бумага, натуральные и химические волокна и др.). Материалы являются естественной основой продукции. Доля стоимости материалов составляет % всех затрат на изготовление готовых изделий, а для автоматизированного производства достигает 80 %. Материаловедение наука о связях между составом, строением и свойствами материалов, закономерностях их изменений вследствие физико-механических и других видов воздействий, а также путях получения (производства) материалов, улучшения их свойств и эффективности использования. Современное материаловедение как наука начало складываться в ХIХ в. Основу производства стали и чугуна заложило металловедение. В развитии металловедения велика роль русских ученыхметаллургов П.П.Аносова, Д. К.Чернова, А.А. Байкова и Н.С.Курнакова. Работая на уральских металлургических заводах, П. П. Аносов впервые в мире применил для изучения структуры металлов микроскоп, установил зависимость свойств металлов от кристаллического строения, раскрыл секрет производства булатной стали и заложил основы производства высококачественной стали.

5 Ученый Д. К. Чернов открыл критические температуры фазовых превращений железоуглеродистых сплавов, разработал теорию термической обработки сталей, исследовал и дал описание стального слитка. Кроме того, Д. К. Чернов явился основоположником теории кристаллизации стали при переходе из жидкого состояния в твердое. Кристалл Чернова и в настоящее время является предметом исследования ученых-металлургов. Российский ученый-металлург А.А. Байков разработал теорию металлургических процессов и методы исследования свойств и химического состава металлов и сплавов. Его работы «Высококачественная сталь и ее характеристика», «Восстановление и окисление металлов» и многие другие внесли основополагающий вклад в развитие черной металлургии. Кроме того, А. А.Байков использовал специальный метод изучения строения металлов при высокой температуре, который до сих пор применяется при металлургических исследованиях. Советский ученый Н. С.Курнаков является основоположником физико-химического анализа металлов и сплавов. Он установил зависимость между кристаллическим строением, структурой и свойствами сплавов, был не только теоретиком, но и организатором металлургических (алюминий, магний) производств в России. Физико-химическая теория исследования металлов и сплавов, разработанная Н.С. Курнаковым, в настоящее время широко применяется в металлографических лабораториях. Наряду с российскими учеными вклад в развитие материаловедения внесли Р. О. Аустен и Г. К. Сорби (Англия), А. Мартенс (Германия), Л. Ж. Труст (Франция), Ю. А. Бринелль (Швеция), С. П. Роквелл (США) и др. Благодаря их исследованиям были систематизированы сведения о различных конструкционных материалах, применяемых во всех отраслях промышленного производства и строительства. При механической обработке квалифицированный рабочий должен знать марку и механические свойства применяемого материала, уметь выбирать материал режущего инструмента, определять режимы резания. При научном подходе к выбору режимов резания с учетом свойств обрабатываемого материала при высокой производительности можно получить высококачественную деталь, а незнание этих данных приведет к низкому качеству, преждевременной поломке или выходу из строя режущего инструмента. Поэтому токари, слесари, фрезеровщики должны знать все конструкционные материалы, применяемые не только в токарновинторезном станке, но и в другом металлообрабатывающем и обслуживаемом ими оборудовании.

6 6 Глава 1 ПОНЯТИЕ О МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ 1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ Определение металлов можно дать с позиций химии, физики и техники. В химии металлы это химические элементы, находящиеся в левой части периодической системы элементов Д.И.Менделеева, которые обладают особым механизмом взаимодействия валентных электронов (ионов) с ядром как в самих металлах, так и при вступлении в химические реакции с другими элементами, в том числе с металлами. Физика характеризует металлы как твердые тела, обладающие цветом, блеском, способностью к плавкости (расплавлению) и затвердеванию (кристаллизации), тепло- и электропроводностью, магнитными и другими свойствами. В технике металлы это конструкционные материалы, обладающие высокой обрабатываемостью (ковкостью, штампуемостью, обрабатываемостью резанием, паяемостью, свариваемостью и др.), прочностью, твердостью, ударной вязкостью и рядом других ценных свойств, благодаря которым они находят широкое применение. Русский ученый М. В.Ломоносов (), исследуя металлы и неметаллы в своем труде «Первые основания металлургии или рудных дел», дал металлам определение: «Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел находим только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец». Это определение М. В. Ломоносов дал в 1773 г., когда известны были только шесть металлов. Из металлов, добываемых из недр земли, получают большую группу конструкционных материалов, применяемых в различных отраслях промышленности. В природе одни металлы встречаются в чистом, самородном виде, другие в виде оксидов (соединений

7 металла с кислородом), нитридов и сульфидов, из которых состоят различные руды этих металлов. Самыми распространенными металлами, применяемыми в качестве конструкционных материалов, являются железо, алюминий, медь и сплавы на основе этих металлов. К металлам относятся более 80 элементов периодической системы Менделеева. Все эти металлы подразделяются на две большие группы: черные металлы и цветные металлы. Характерными признаками черных металлов являются темно-серый цвет, блеск, высокие плотность и температура плавления, твердость, прочность, вязкость и полиморфизм (аллотропия). По физикохимическим свойствам черные металлы подразделяют на пять групп: железистые (железо, кобальт, никель, марганец); тугоплавкие (вольфрам, рений, тантал, молибден, ниобий, ванадий, хром, титан и др.); урановые актиниды (уран, торий, плутоний и др.); редкоземельные лантаниды (лантан, церий, иттрий, скандий и др.); щелочно-земельные (литий, натрий, калий, кальций и др.). Из этих пяти групп черных металлов особенно широкое применение в промышленном производстве находят железистые и тугоплавкие металлы. Железистые металлы, кроме марганца, называют еще ферромагнетиками. Ферромагнетики способны намагничиваться и притягивать металлы своей группы. К тугоплавким относятся металлы, которые имеют температуру плавления выше температуры плавления железа (1 539 С): титан С, ванадий С, хром С, молибден С, ниобий С, тантал С, вольфрам С. Тугоплавкие металлы в основном применяются как легирующие элементы в производстве жаропрочных, жаростойких, теплостойких и специальных сплавов, в том числе твердых сплавов и высоколегированных сталей СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ Атомно-кристаллическая структура металлов. Как известно, все вещества состоят из атомов, в том числе и металлы. Каждый металл (химический элемент) может находиться в газообразном, 7

8 жидком или твердом агрегатных состояниях. Каждое агрегатное состояние будет иметь свои особенности, отличные друг от друга. В газообразном металле расстояние между атомами велико, силы взаимодействия малы и атомы хаотично перемещаются в пространстве; газ стремится к расширению в сторону большего объема. При понижении температуры и давления вещество переходит в жидкое состояние. Свойства жидкого вещества резко отличаются от свойств газообразного. В жидком металле атомы сохраняют лишь так называемый ближний порядок атомов, т. е. в объеме расположено небольшое количество атомов, а не атомы всего объема. При понижении температуры жидкий металл переходит в твердое состояние, которое имеет строгую закономерность расположения атомов. Если условно провести вертикальные и горизонтальные линии связи через центры атомов, можно увидеть, что у металлов в твердом состоянии атомы расположены в строго определенном порядке и представляют собой множество раз повторяющиеся элементарные геометрические фигуры параллелепипеды (рис. 1.1). Наименьшую геометрическую фигуру называют элементарной ячейкой. Элементарные ячейки, расположенные на горизонтальных и вертикальных кристаллографических плоскостях (рис. 1.2), образуют пространственную кристаллическую решетку. Рис Схема расположения элементарных геометрических ячеек в атомных решетках металлов и сплавов 8

9 Рис Расположение кристаллографических плоскостей: 1 и 2 соответственно горизонтальная и вертикальная кристаллографические плоскости Элементарные кристаллические решетки характеризуют следующие основные параметры: расстояние между атомами по осям координат (по линиям связи), углы между линиями связи, координационное число число атомов, находящихся на наиболее близком и равном расстоянии от любого атома в решетке. Форму элементарной ячейки рассматривают по кристаллографическим плоскостям в трех измерениях. Таким образом, любой металл можно представить не как однородную цельную массу, а как массу, сложенную из множества элементарных ячеек. Блок элементарных атомных кристаллических ячеек образует атомно-кристаллическую ячейку (решетку). Если выделить эту элементарную ячейку, то в зависимости от металла получим следующие типы кристаллических ячеек (рис. 1.3): куб (К), объемно-центрированный куб (ОЦК), гранецентрированный куб (ГЦК), гексагональная плотноупакованная ячейка (ГПУ), гексагональная простая ячейка (Г) и др. Простая кубическая ячейка (рис. 1.3, а) характерна для неметаллов, которые обладают наибольшими плотностью и удельным весом, и имеет восемь атомов, которые расположены в каждой вершине куба. Объемно-центрированная кубическая ячейка (рис. 1.3, б) состоит из восьми атомов, которые расположены по одному атому в каждой вершине куба, и одного, находящегося в центре куба на равных расстояниях от его граней. Эту форму атомной кристаллической ячейки имеют железо модификации Fe-α, ванадий, вольфрам, молибден, тантал и хром, т. е. в основном черные металлы. 9

10 Гранецентрированная кубическая ячейка (рис. 1.3, в) имеет 14 атомов по одному атому в каждой вершине куба (восемь атомов) и по одному атому в центре каждой грани (шесть атомов). Гранецентрированную кубическую ячейку имеют алюминий, железо модификации Fe-γ, золото, кобальт, медь, никель, платина и серебро, в основном это цветные металлы и часть черных металлов. Гексагональная плотноупакованная ячейка (рис. 1.3, г) состоит из 17 атомов. Форма геометрического тела, которую образуют эти атомы, является шестигранной призмой. При этом по шесть атомов расположены в каждой вершине верхнего и нижнего оснований, по одному атому в центре этих оснований и три атома в центре одной их трех граней (через грань). Гексагональную плотноупакованную ячейку имеют бериллий, кадмий, магний, ванадий, тантал. Простая гексагональная ячейка (рис. 1.3, д) состоит из 12 атомов, которые расположены в вершинах верхнего и нижнего осно- Рис Геометрические формы элементарных кристаллических ячеек: а куб; б объемно-центрированный куб; в гранецентрированный куб; г гексагональная плотноупакованная ячейка; д гексагональная простая ячейка 10

11 ваний шестигранной призмы. Такую кристаллическую ячейку имеют ртуть и цинк. Связь между атомами в кристаллической решетке и между решетками осуществляется за счет так называемой металлической связи. От прочности этой связи зависят прочность и твердость металлов. Чем выше эта связь, тем бо льшую прочность и твердость имеют металлы. Механизм связи между атомами в решетке и между решетками имеет сложную физико-химическую природу. В практике идеальное расположение кристаллических решеток обычно не наблюдается. Кристаллы, образуемые кристаллическими решетками, имеют искаженную геометрическую форму и различную величину. Анизотропия металлов. Анизотропия (от гр. anisos неравный и tropos направление) неодинаковость физических свойств среды (тела) в различных направлениях. Анизотропия предполагает зависимость свойств металлов от направления по плоскостям атомно-кристаллических решеток. Чем больше в плоскости атомов, тем выше свойства металлов. В горизонтальных плоскостях в любой форме атомно-кристаллических решеток больше, чем в вертикальных плоскостях. Следовательно, прочность металлов, испытанная в горизонтальном направлении, выше, чем в вертикальном. Анизотропия проявляется в процессе обработки конструкционных материалов давлением (проката, волочения, штамповки и других технологических способов получения заготовок и изделий). На рис. 1.2 кристаллографические плоскости совпадают с линиями связи, проходящими через атомы металла. Форма элементарной кристаллической ячейки, расстояние между атомами и прочность металлической связи определяют физические, механические и технологические свойства металлов. Если исследуемый металл рассматривать по трем кристаллографическими плоскостям, по линиям связи между атомами, то можно заметить, что свойства по этим трем измерениям будут различны. Число атомов в этих плоскостях неодинаково. Металлическая связь между горизонтально и вертикально расположенными атомами также неодинакова. Это, в свою очередь, приводит к различной прочности металлов в продольном и поперечном направлениях. Например, предел прочности меди в продольном направлении будет в 2 раза больше, чем в поперечном. Все металлы анизотропны, так как они состоят из кристаллов. Кристаллическое строение металлов обусловливает пластическую деформацию, т. е. изменение внешней формы и размеров под действием нагрузок без разрушения. Способность металлов и сплавов 11

12 Рис Схема деформации металлов и сплавов (прокатка): а деформация; б скольжение металлов по кристаллографическим плоскостям в процессе деформации; 1 кристаллографические плоскости пластически деформироваться положена в основу их обработки давлением (прокатка, волочение, ковка, штамповка и прессование). При обработке давлением, например прокатке (рис. 1.4, а), происходит перемещение одного слоя атомных решеток по другому по кристаллографическим плоскостям (рис. 1.4, б). В процессе деформации металла при прокатке происходит не только изменение поперечных и продольных размеров заготовок, но и изменение микроструктуры металла. Зерна под действием давления прокатных валков искажаются, приобретая продолговатую или пластинчатую форму, а затем преобразуются в волокна. Изменение микроструктуры металла в процессе деформации условно показано на рис Процесс кристаллизации. Рассмотрим, как происходит образование кристаллов у чистых металлов. Установлено, что процесс кристаллизации металлов из жидкого состояния в твердое идет в две стадии: образование центров кристаллизации; рост кристаллов вокруг этих центров (рис. 1.6). Далее вновь появляются новые центры, и происходит рост твердой фазы вокруг первичных и вторичных центров. Процесс Рис Изменение микроструктуры металла в процессе деформации: а микроструктура металла до деформации; б микроструктура металла после первой операции деформации; в микроструктура металла после окончательной деформации 12

13 Рис Процесс кристаллизации металлов и сплавов: а е последовательные этапы процесса происходит до того момента, пока образованные таким образом кристаллы не будут соприкасаться друг с другом и не будет наличия жидкой фазы металла (см. рис. 1.6, г е). Когда образование кристалла идет в жидкой фазе (в расплавленном металле), он будет иметь правильную форму, т. е. состоять из определенных геометрических фигур правильной формы. Когда кристаллы начинают соприкасаться друг с другом, а процесс затвердевания еще не закончен, тогда происходят искажения формы зерен. В практике замечено, что когда идет быстрое охлаждение, образуются мелкие зерна мелкозернистая структура. При медленном охлаждении появление новых центров кристаллизации замедляется, но происходит рост зерна вокруг первичных центров кристаллизации. В этом случае металл будет иметь крупнозернистую структуру. Процесс образования кристаллов в жидком состоянии и перехода металла в твердое состояние называется первичной кристаллизацией. Величина и форма зерна влияет на механические свойства металлов. Чем зерна мельче и чем правильнее их форма, тем бо льшую твердость и прочность будет иметь металл. Чем зерна больше и чем искаженнее их форма, тем ниже твердость и прочность металла. 13

14 Аллотропия металлов. Такие металлы, как железо, кобальт, никель и др., обладают способностью изменять кристаллическую решетку при нагревании в твердом состоянии. Процесс изменения кристаллических решеток в твердом состоянии называется вторичной кристаллизацией, или аллотропией, а состояние вещества (металла) при наличии нескольких кристаллических решеток при изменении параметров (давления, температуры) аллотропическими модификациями, или полиморфизмом. Такие металлы, как железо, молибден, вольфрам, литий в твердом состоянии при нормальной температуре имеют объемно-центрированную кубическую ячейку; алюминий, медь, серебро в твердом состоянии при нормальной температуре имеют форму гранецентрированной кубической ячейки. На рис. 1.7 представлены кривые нагрева и охлаждения металла (на примере марганца). Аллотропные состояния (модификации), имеющие те или иные кубические ячейки, обозначаются греческими буквами. Первоначальное аллотропное состояние при нормальной температуре обозначается буквой α, при дальнейших повышении температуры и перекристаллизации металла буквами β, γ, δ и т.д. При охлаждении металлов и сплавов процесс аллотропного превращения происходит в обратном порядке, как правило при тех же температурах. Перестройка атомных ячеек, а вместе с ними атомных решеток происходит всегда при каких-либо постоянных температурах. Эти Рис Кривые нагрева (а) и охлаждения (б) марганца: t температура; τ время 14

15 Таблица 1.1. Аллотропия некоторых металлов Металл Kобальт (Co) Марганец (Mn) Титан (Ti) Аллотропная форма a b a b g d g b Интервал критических температур (устойчивого состояния), С До До До Форма кристаллических решеток (ячеек) Гексагональная Гранецентрированная Kубическая сложная многогранная Kубическая сложная многогранная Тетрагональная гранцентрированная Kубическая объемно-центрированная Гексагональная Kубическая объемно-центрированная температуры получили название критических температур. На диаграммах (графиках) критические температуры обозначаются соответствующими точками, которые называются критическими точками. При образовании новой кристаллической решетки происходит изменение свойств металлов. Знание критических точек у различных металлов имеет большое практическое значение. При охлаждении металла аллотропные изменения происходят при более низкой температуре, чем при нагревании. Аллотропные изменения некоторых металлов рассмотрены в табл Явление аллотропного превращения основано на устойчивом состоянии кристаллических решеток при определенных температурах (интервале температур). Новые аллотропные состояния образуются при зарождении центров кристаллизации и дальнейшем росте этих центров (кристаллов), как это имеет место при переходе металлов из жидкого состояния в твердое. Большинство цветных металлов аллотропными свойствами не обладают. 15

16 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что называется металлами? 2. Какими характерными свойствами обладают металлы? 3. На какие две основные группы подразделяют металлы? Назовите их отличительные особенности. 4. На какие группы подразделяют черные металлы? Дайте их характеристику. 5. Какие черные металлы входят в железистую и тугоплавкую группы? Где применяются эти металлы? 6. Какова природа кристаллического строения металлов? 7. Перечислите и охарактеризуйте виды кристаллических ячеек металлов. 8. Дайте определение анизотропии металла. 9. Как происходит кристаллизация металлов? 10. Раскройте процесс образования кристаллов. 11. Что такое аллотропия металлов? 12. Какова аллотропия марганца?

17 Глава 2 СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. МЕТОДЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ 2.1. ГРУППЫ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ (КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ) Чтобы правильно выбрать марку конструкционного материала, режимы обработки заготовок, квалифицированный рабочий должен знать основные свойства металлов (конструкционных материалов) и их сплавов. Все свойства конструкционных материалов подразделяются на следующие группы: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные (рис. 2.1) ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Физические свойства свойства конструкционных материалов, которые определяют состояние вещества при определенных условиях (нормальной или повышенной температуре, нагревании до жидкого и охлаждении до кристаллического состояния), поведение в электрическом или магнитном поле, при пропускании электрического тока или теплоты и т. д. К физическим свойствам относятся цвет, плотность, плавкость (температура плавления), кристаллизация (температура затвердевания), линейное и объемное расширение при нагревании, электро- и теплопроводность, теплоемкость, способность намагничиваться и др. Физические свойства имеют различные единицы измерения, которые дают сравнительную характеристику конструкционных материалов. Знание физических свойств металлов и их сплавов дает возможность научно обосновывать выбор технологии обработки и условия эксплуатации. 17

18 Рис Классификация свойств металлов и сплавов 18

19 Физические характеристики в производственных условиях (конструирование, технология, экспериментирование и эксплуатация) являются основными показателями, определяющими конкретное применение различных конструкционных материалов во всех отраслях науки и техники ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Общие характеристики. В материаловедении под химическими свойствами понимают характер взаимодействия атомов металлов с другими металлами или неметаллами в процессе кристаллизации (затвердевания). В зависимости от механизма взаимодействия атомов соединяемых веществ образуются различные химические структуры (сплавы). Рассмотрим химические свойства не с точки зрения механизма взаимодействия атомов соединяемых веществ, а с точки зрения механизма активности или инертности к внешней среде, взаимодействия с этой средой свободных поверхностей деталей, механизмов, машин и различных сооружений. Благодаря взаимодействию с внешней средой на свободных поверхностях конструкционных материалов происходят изменения химического состава. Эти изменения проявляются в различных формах в зависимости от степени активности материалов. Наиболее активно химическое взаимодействие происходит с кислородом и водой (происходит окисление). При этом железо покрывается толстым коричневым слоем коррозии (ржавчины), медь зеленым налетом, алюминий серой пленкой, свинец быстро тускнеет и т. д. При нагревании железо и железоуглеродистые сплавы активно окисляются, превращаясь в окалину. Особенно это происходит в среде каких-нибудь газов. При активном образовании окалины при повышенной температуре уменьшается объем и масса металла. Этот процесс называется угаром металла. Из-за низкой химической стойкости некоторых конструкционных материалов (сталей, чугунов) особенно активно идет химическое изменение или разрушение и окисление поверхности деталей в таких средах, как воздух, морская вода, кислоты, щелочи и др. Коррозия металлов. Коррозия (от лат. corrosio разъедание) это разрушение поверхностного слоя металлов под воздействием окружающей среды (рабочего тела). В процессе коррозии происходит потускнение поверхности, разъедание, травление 19

20 и разрушение металла. Эти процессы ограничивают применение металлов. Разрушение поверхности металла коррозией может быть вызвано несколькими причинами: искаженной формой атомно-кристаллической структуры, химической неоднородностью (ликвацией), остаточными напряжениями, окружающими физическими условиями и другими многочисленными факторами. Скорость процесса коррозии можно уменьшить или вообще приостановить, если точно определить ее природу, меняя физические условия работы деталей и механизмов или химический состав металла, его структуру. В зависимости от рабочей среды, в которой постоянно находятся детали, механизмы и конструкции из металлов и их сплавов, процессы коррозии подразделяются: на газовую коррозию (в сухих газах); атмосферную коррозию (в условиях открытой атмосферы, влажного естественного воздуха); коррозию в жидких растворах (воде, электролитах, неэлектролитах, нефти и нефтепродуктах); почвенную коррозию. Коррозионные разрушения металлов и сплавов бывают следующих видов (рис. 2.2): общая, или сплошная, коррозия поверхности металлов; язвенная коррозия; структурно-избирательная коррозия; межкристаллитная (интеркристаллитная) коррозия; местная коррозия; коррозия под напряжением; Рис Виды коррозионных разрушений металлов и сплавов: а сплошная равномерная коррозия; б сплошная неравномерная коррозия; в язвенная коррозия; г подповерхностная коррозия; д избирательная коррозия; е межкристаллитная коррозия 20

21 щелевая коррозия; биокоррозия. Все виды коррозии, изображенные на рис. 2.2, характерны тем, что в конструкциях происходит постепенное разрушение поверхности металла. В одних случаях это скрытое коррозионное разрушение, в других открытое. В зависимости от структуры сплава, химической прочности зерен и правильной или искаженной атомной кристаллической решетки, а также неоднородности по химическому составу (ликвации) кислород избирательно взаимодействует с металлом. Практика показывает, что структуры твердых растворов (аустенит) и химических соединений (карбид) обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем структура механических смесей и структура твердого раствора феррита. Особенно опасными являются подповерхностная, язвенная и межкристаллитная коррозия. Эти виды коррозии разрушают металл, что может привести к поломке деталей (конструкций). По механизму воздействия на металл коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия происходит под воздействием на поверхность металлов и сплавов сухого воздуха, газов, жидкостей, не взаимодействующих с электрическим током, различных нефтепродуктов и расплавленных солей. В результате воздействия перечисленных факторов поверхность металла покрывается тонкой оксидной пленкой. У некоторых металлов оксидная пленка плотная и прочная и при нормальных условиях препятствует дальнейшему распространению коррозии. Такие защитные оксидные пленки называются природными. Под действием высоких температур оксидная пленка теряет защитные свойства, металл угорает и мелкие детали могут полностью разрушиться. Так как химическая коррозия проникает по границам зерен на большую глубину и разъедает эти зерна, изменяя кристаллографическую структуру металла, то с течением времени оксидная пленка увеличивается, трескается и отслаивается. Стальные и чугунные детали покрываются ржавчиной. Ежегодно толщина ее увеличивается. Стальные детали под воздействием сухой атмосферы со временем полностью могут разрушиться. У таких металлов, как алюминий, свинец, никель, хром и др., в обычных атмосферных условиях оксидная пленка тонкая, плотная и прочная, и атомы кислорода не могут через пленку диффундировать. Такими свойствами обладает железо как основной составной элемент в сталях и чугунах. Эти сплавы первоначально имеют плотную оксидную пленку, но с низкой прочностью, поэтому она 21

22 быстро растрескивается под действием механических колебаний, смены температур, нагрева и охлаждения и отслаивается. В связи с этим стали и чугуны активно коррозируют в любых условиях. Следствием этого является большая естественная убыль различных стальных конструкций и сооружений, станков, машин и механизмов. Для их восстановления требуются миллионы тонн вновь выплавленных конструкционных материалов сталей и чугунов. Электрохимическая коррозия это образование множества мельчайших гальванических элементов (пар) под действием тока, при котором происходят движение электронов металла в электролит и разрушение этого металла. Сущность электрохимической коррозии металлов заключается в том, что она протекает в различных жидкостях, проводящих электрический ток. В обычных условиях вода впитывает из атмосферы различные соли с образованием слабых электролитов. Между металлом и электролитами образуется электрическая пара (гальванический элемент). Под ее воздействием происходит медленное постоянное разрушение (коррозия) металла. При этом атомы, находящиеся в узлах кристаллических решеток металла (конструкций и сооружений), вступая в контакт с жидким раствором (электролитом), переходят в этот раствор, образуя коррозию. Электрохимической коррозии подвергаются все металлические конструкции, сооружения, машины, находящиеся под открытым небом, так как они постоянно взаимодействуют с влагой (водой), а также металлы, находящиеся в почве (трубопроводы, опоры линий электропередачи, мосты и т.д). Методы защиты металлов от коррозии. В практике разработаны различные эффективные методы защиты металлов от коррозии, которые широко применяются в различных отраслях промышленности и строительстве. Неметаллические покрытия являются наилучшей временной защитой изделий машиностроения от коррозии. Как правило, в этом случае применяют густые консервационные материалы: защитные масла и смазки. Защитные смазки для изделий в машиностроении применяют для транспортировки и хранения, а также для консервации. Использование защитных смазок сводится к временной изоляции металла от коррозионной среды. Защитить металлические поверхности изделий от коррозии маслами и смазками полностью не удается. В процессе транспортировки и временного хранения изделия обертывают в промасленную или пропарафинированную бумагу для изоляции от влажного воздуха, атмосферных осадков и т.д. 22

23 Для повышения антикоррозионной защиты металлических поверхностей изделий в масла и смазки вводят ингибиторы, которые подавляют, нейтрализуют или временно замедляют процесс коррозии. Применение смазок и масел предохраняет металлические поверхности машинной техники, используемой сезонно (машины сельскохозяйственного назначения, военная и аварийная техника), и запасных частей к ней. Для защиты металлических поверхностей применяют смазку ГОИ-54, вазелин, кремний органический, вазелин технический, органический и др. Лакокрасочные покрытия и фенолформальдегидные смолы изолируют металл от контакта с рабочей средой, увеличивают электрическое сопротивление, защищая металл от химического и электрохимического воздействия. Эти покрытия должны обладать большой механической прочностью, газо- и водонепроницаемостью. Лакокрасочными покрытиями предохраняют от коррозии почти все сооружения, эксплуатируемые в атмосфере, а также станки, трубопроводы, батареи отопления и т. д. Различные трубопроводы, контактирующие с агрессивной средой, покрывают смолами. В отдельных случаях используют покрытия пластмассами. Металлические покрытия также защищают металлы от коррозии. Одним из способов получения многослойных антикоррозионных покрытий является плакирование. Этот вид покрытий заключается в прокатке листов (труб), лент и других изделий с металлами, устойчивыми к коррозии. В качестве металлов, предохраняющих от коррозии, применяют медь, алюминий, хром и тонкие листы коррозионно-стойкой стали. Получаемый в процессе проката тонкий наружный слой металла (с одной или двух сторон) устойчив к химической и электрохимической коррозии. Другой способ получения многослойного металлического покрытия лужение (окунание в жидкий расплавленный металл) медью, оловом, цинком и др. В практике широко применяется производство листов, ленты, проволоки и другой продукции в виде луженых, хромированных, оцинкованных, алитированных и других видов проката, а также производство труб, покрытых цинком, алюминием, кремнием и другими металлами (сталь медь, сталь латунь, сталь бронза, сталь никель и др.). К этому типу покрытий относится также металлизация поверхности стальных деталей и заготовок методом напыления расплавленного антикоррозионного металла с помощью пистолета или электрической дуги (плазменное покрытие). К разновидностям многослойных металлических покрытий относятся также гальванические покрытия. При гальванических по- 23

24 крытиях изделия основного металла, соединенного с отрицательным потенциалом, опускают в электролит, содержащий соли коррозионно-стойкого металла (медь, цинк, хром, никель и др.) или пластины из чистого металла. Эти пластины (или электролиты) заряжаются положительным потенциалом. Под действием разности потенциалов в электролит (пластины металла) выпадают электроны, которые оседают на основном (покрываемом) металле, предохраняя его от коррозии. Достоинством гальванических покрытий является равномерное образование на поверхности деталей коррозионно-стойкого металла металла покрытия. Этим методом производят меднение, хромирование, цинкование, никелирование, серебрение, золочение и др. К разновидности металлических антикоррозионных покрытий относятся также диффузионные покрытия насыщение защищаемых поверхностей на небольшую глубину коррозионно-стойкими металлами: хромом, алюминием, серой и другими элементами. Этот метод получил название химико-термической обработки (ХТО). Легирование один из наиболее эффективных методов получения коррозионно-стойких конструкционных материалов. При легировании в конструкционные материалы в процессе плавки добавляются коррозионно-стойкие металлы и неметаллы. Легирующие элементы, составляющие сплав, образуют на поверхностях конструкционных материалов прочные и плотные оксидные пленки, предохраняющие металлы от коррозии, или образуют с железом структуру аустенита, который обладает высокой стойкостью к коррозии. В практике в качестве коррозионно-стойких конструкционных материалов выпускают хромистые, хромоникелевые, хромоникелевые с титаном и другие легированные стали и сплавы. Химические покрытия нашли широкое применение в машиностроении. Сущность химических покрытий заключается в образовании на поверхности деталей пленки, состоящей из металла детали и присадочного материала. В машиностроении применяются следующие виды химических покрытий: воронение, оксидирование и фосфатирование. Воронение заключается в нагреве детали до температуры С и протирании ее минеральным маслом. Разновидностью воронения является нагрев деталей до температуры С и неоднократное опускание их в минеральное масло. После каждого съема детали тщательно насухо протирают. В процессе воронения на поверхности деталей образуется пленка, состоящая из солей железа темно-синего или черного цвета. В связи с тем что пленка солей железа, образуемая при воронении, 24

25 плотная и прочная, она не пропускает атомы кислорода и воды, предохраняя поверхность деталей от коррозионного разрушения. Оксидирование заключается в кипячении деталей в водном растворе селитры, едкого натра или пероксида марганца. На поверхности деталей, также как и при воронении, образуется прочная, плотная пленка синего или черного цвета, из магнитного оксида железа (Fе 3 O 4), предохраняющая детали от коррозии. Фосфатирование заключается в обработке деталей в смеси фосфорной кислоты и железистых и марганцевых солей. При этом на поверхности деталей образуется пленка, состоящая из фосфата железа и фосфата марганца. Пленка не растворяется в воде, не пропускает кислород, механически прочная и надежно защищает детали от коррозии. Цвет детали черный. Протекторная защита это наиболее эффективный метод защиты сооружений из стали и чугуна (мосты, нефтепроводы, газопроводы, теплосистемы и другие объекты, имеющие важное народно-хозяйственное значение), для которых применение перечисленных методов защиты от коррозии невозможно из-за их высокой стоимости или больших габаритных размеров этих сооружений. Сущность этого метода заключается в том, что металлическая конструкция (котел) подключается в сеть постоянного тока (батарея) к отрицательному потенциалу катоду. Рядом с металлическим сооружением на глубину промерзания в водоносные слои помещается пластина активного металла (цинк, свинец, магний и др.). Эта пластина соединяется с положительным потенциалом анодом. Под действием ЭДС электроны катода (пластины, соединенной с отрицательным потенциалом) переходят к аноду. Пластины, разрушаясь, предохраняют основной металл от разрушения. Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» разработал и предложил большую серию протекторных сплавов и конструкций протекторов, которые успешно применяются в судостроении, нефтедобывающей, нефтяной, газовой промышленности, машиностроении и коммунальном хозяйстве. В настоящее время Богословский алюминиевый завод (Свердловская область) освоил выпуск алюминиевых сплавов, которые предназначены для производства протекторов широкого диапазона (марки АП-1, АП-2, АП-3 и др.). Из этих сплавов выпускают протекторы различных типов и конструкций: П-КОА-10, П-КОА-3 (одинарные), П-ККА-13, П-ПОА-10 (конечные), П-КЛА-15 (линейные). Выпуск протекторов различных конструкций и назначений предусматривают ГОСТ * и ТУ /

26 Протекторы характеризуются следующими параметрами: срок службы от 1 до 50 лет; зона защитного действия от 1 до 300 м 2. Срок службы зависит от массы протектора. На основании проведенных исследований электрохимических характеристик алюминиевых протекторов в пластовых и подтоварных водах для нефтегазовых устройств разработана система протекторной защиты от коррозии на срок службы не менее 10 лет при диаметре трубопроводов не менее 320 мм (система ПАКР). Эта система предназначена для протекторной защиты внутренних поверхностей резервуаров внутренних систем от электрохимической коррозии при любом уровне жидкой фазы. Система состоит из протяженного гальванического анода протектора, составленного из отдельных стержней, соединенных между собой электросваркой. Анод (протектор) размещается на днище резервуара. При уровне воды более 2 м стержни размещаются вертикально. Скорость анодного растворения не более 4 кг анодов в год. Срок службы не менее 5 лет. Степень защиты не менее 95 %. Схема протекторной защиты металлов от коррозии представлена на рис Контроль коррозионных разрушений. С целью определения объема коррозионных разрушений изделий из металла проводят различные испытания: лабораторные в искусственных условиях; в природных условиях в почве, атмосфере, пресных водоемах и море; эксплуатационные в естественных условиях работы сооружений, машин, трубопроводов и т. д.; ускоренные имитация естественных условий работы при условии ускорения во времени. Оценку коррозионных разрушений осуществляют определением потери массы металла или по толщине разрушенного металла. 26 Рис Протекторная защита металлических конструкций и сооружений: 1 защищаемая металлическая конструкция (катод); 2 пластина активно коррозирующего металла (анод); 3 источник ЭДС (батарея постоянного тока)

27 Таблица 2.1. Группы коррозионной стойкости металлов по десятибалльной шкале Группа Характеристика Скорость коррозии металла, мм/год 1 Совершенно стойкие Менее 0,001 Более 0,001 до 0,005 2 Весьма стойкие» 0,005» 0,01» 0,01» 0,05 3 Стойкие» 0,05» 0,01» 0,1» 0,5 4 Пониженно-стойкие» 0,5» 1, 0» 1,0» 5,0 5 Малостойкие» 5,0» 10, 0 9 Примечание. При скорости коррозии металлов от 0,5 мм/год и выше оценка коррозионной стойкости производится по группам, а ниже 0,5 мм/год по баллам стойкости. По коррозионной стойкости металлы классифицируют в соответствии с действующими стандартами по десятибалльной шкале и группам стойкости (табл. 2.1). Оценка коррозии по десятибалльной шкале не допускается в случаях коррозионного растрескивания и межкристаллитной коррозии изделий. Кроме того, по коррозионной стойкости металлы подразделяются на активно коррозирующие в атмосферных условиях и воде, медленно коррозирующие в атмосферных условиях и воде, коррозионно-стойкие в атмосферных условиях и воде, а также особую группу конструкционных материалов составляют сплавы, работающие в активных средах (кислотах, щелочах, газовой среде) и при высоких температурах МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Балл 6 Нестойкие Более 10, 0 10 Механические свойства это группа свойств, которые характеризуют способность конструкционных материалов выдерживать (или не выдерживать) различные механические нагрузки: проч

28 ность, пластичность, упругость, твердость и ударную вязкость. Под воздействием механических нагрузок детали машин и механизмы могут разрушаться (или не разрушаться) в зависимости от механических характеристик. Для определения механических характеристик конструкционные материалы подвергают следующим видам механических испытаний: испытание на растяжение, сжатие, кручение, изгиб, усталость, динамические испытания (на удар), испытание при повторно-переменных нагрузках. Напряжения и виды деформаций, возникающие в деталях машин и механизмах в процессе их работы. Напряжение это отношение нагрузки к площади поперечного сечения детали, воспринимающей эту нагрузку (нагрузка измеряется в ньютонах (Н) или килограмм-силах (кгс), а площадь поперечного сечения деталей в квадратных метрах (м 2)). Деформация это изменение формы и размеров (или разрушение) деталей под действием нагрузок. В зависимости от направления действия механических нагрузок различают следующие виды деформации деталей и механизмов: деформация сжатия, которую испытывают шобот и баба кузнечного молота, пресса, пуансон и матрица, а также заготовки в процессе ковки, штамповки и прессования (рис. 2.4, а); деформация растяжения, которую испытывает трос подъемного крана (рис. 2.4, б); деформация кручения, которую испытывают шпиндель сверлильного и токарного станков, ходовые винты, валы и др. (рис. 2.4, в); деформация сдвига или среза, которую можно наблюдать при механической обработке деталей на металлорежущих станках, зубчатых зацеплениях, шпонках, шпильках, штифтах, образующих неподвижные соединения (посадки) деталей и механизмов и т. д. (рис. 2.4, г); деформация изгиба, характерная для стрелы подъемномостового крана, пролетов различных мостов и т. д. (рис. 2.4, д). В зависимости от физико-механической природы конструкционных материалов различают упругие и пластические деформации. При упругих деформациях форма и размеры деталей после снятия нагрузки возвращаются в исходное состояние. При пластических деформациях происходит изменение разме- 28

29 Рис Виды деформации деталей машин и механизмов, возникающих в процессе работы: а сжатие; б растяжение; в кручение; г сдвиг (срез); д изгиб; Р, Р 1, Р 2 нагрузки ров и формы деталей после прекращения нагрузки (остаточная деформация). При одинаковых нагрузках и сечениях детали машин, изготовленные из различных конструкционных материалов, деформируются по-разному. Например, стальной трос диаметром 10 мм разрушается при нагрузке 5 т, алюминиевая проволока этого же диаметра разрушается при нагрузке 1 т. 29

30 Прочность конструкционных материалов. Показателем работоспособности троса (подъема груза) является прочность конструкционного материала. Прочность это способность конструкционных материалов выдерживать (или не выдерживать) различные механические нагрузки не разрушаясь (или разрушаясь). Например, трос подъемного крана, изготовленный из стали, поднимает и перемещает груз определенной массы в пределах установленной для данной марки стали прочности. Железнодорожный мост рассчитан на строго заданную грузоподъемность. Прочность определяется пределом прочности при растяжении (временным сопротивлением), который характеризует напряжения или деформации, соответствующие максимальным (до разрушения образца) значениям нагрузки. Предел прочности σ в, МПа/м 2, определяется по формуле 30 σ в = P max /F 0, где P max наибольшая нагрузка, МПа (кгс/мм 2); F 0 площадь поперечного сечения образца (детали) до растяжения, м 2. Эта величина также называется временным сопротивлением разрыву. Пластичность конструкционных материалов. Пластичность это способность конструкционных материалов изменять свою форму и размеры под действием нагрузки и сохранять остаточную деформацию после снятия нагрузки. Пластичность свойство, обратное упругости. Пластичность характеризуется относительным удлинением и относительным сужением. Относительное удлинение δ, %, показывает, на сколько увеличилась длина образца в процессе растяжения, и определяется по формуле l1 - l0 d= 100, l 0 где l 0 длина образца до растяжения, мм; l 1 длина образца после растяжения, мм. Относительное сужение ψ, %, показывает, на сколько процентов уменьшится площадь поперечного сечения образца после растяжения, и определяется по формуле F0 - F1 y= 100, F где F 0 площадь поперечного сечения образца до растяжения, мм 2 ; F 1 площадь поперечного сечения образца после растяжения, мм 2. 0

31 Величина пластичности зависит от физико-механических свойств конструкционных материалов, их хрупкости. Хрупкие материалы при растяжении или других видах деформаций разрушаются без удлинения (изгиба), внезапно (например, серые чугуны), поэтому хрупкость является отрицательным свойством материалов. Свойство пластичности широко используется в производстве деталей из конструкционных материалов методом деформирования (прокатки, волочения, ковки, штамповки, слесарных операций и др.). При этом металл в горячем состоянии деформированию подвергается значительно легче, чем в холодном состоянии. При деформировании в холодном состоянии заготовки получают наклеп (упрочнение). Повышается твердость, прочность, ударная вязкость. Устраняется хрупкость, уменьшается пластичность. При горячем деформировании конструкционные материалы повышают механические свойства: твердость, пластичность, прочность и ударную вязкость; устраняется хрупкость. При деформировании как в холодном, так и в горячем состоянии пластическая деформация происходит по следующим физическим законам: наименьшего сопротивления металла; постоянства объема; расширения металла при нагревании и сужения его при охлаждении; поверхностного трения. Эти важные технологические законы учитываются при выборе технологических режимов горячего и холодного деформирования. В практике конструкционные материалы должны обладать высокой прочностью, некоторой пластичностью. Отсутствие пластичности приводит к внезапному разрушению деталей. Примеры пределов прочности, относительного удлинения и сужения некоторых материалов приведены в табл Твердость конструкционных материалов. Твердость это способность конструкционных материалов противостоять проникающим нагрузкам. Свойство твердости проявляется при обработке материалов резанием, в подшипниках качения и скольжения, зубчатых зацеплениях и различных трущихся деталях и механизмах. Чем выше твердость деталей и инструмента, тем выше износостойкость и надежность работы механизмов и стойкость режущих инструментов. В зависимости от твердости обрабатываемого материала выбираются режимы обработки заготовок резанием. Твердость режущего инструмента обусловливает их стойкость (время работы от заточки до заточки). Конструкционные материалы в 31


Тема 8. Урок 1. Положение металлов в Периодической системе Д.И. Менделеева. Физические свойства металлов Цели урока: Образовательная - рассмотреть положение металлов в системе элементов Д.И. Менделеева,

Контрольные вопросы по дисциплине «Материаловедение» Вопрос 1 Материаловедение - это наука о... 1. строении, свойствах, методах испытания и улучшения материалов 2. всех строительных и конструкционных материалах

Начальное профессиональное образование Е. Н. Соколова МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Контрольные материалы Рекомендовано Федеральным государственным учреждением «Федеральный институт развития образования» в качестве

Предисловие Введение Глава 1. Основы теории сплавов. 1.1.Строение вещества. 1.2.Кристаллическое строение металлов. 1.3.Основы строения сплавов. 1.4.Кристаллическое строение сплавов. 1.5.Принципы кристаллизации.

Федеральное агентство по образованию Архангельский государственный технический университет МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ методические указания и задания для курсовой работы Архангельск 2008 3 Рассмотрены и рекомендованы

Современные конструкционные материалы Лекция 3. Цветные металлы иихсплавы Введение Сегодня в металлургии насчитывается более 60 металлов и на их основе свыше 5000 сплавов. Цветные металлы и их сплавы это

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие... 3 Введение... 4 Раздел 1. Закономерности формирования структуры материалов... 6 Глава 1. Строение и свойства материалов... 7 1.1. Кристаллические и аморфные тела... 7 1.2. Элементы

Лекция 6 http://www.supermetalloved.narod.ru Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства. 1. Физическая природа деформации металлов. 2. Природа пластической деформации. 3. Дислокационный механизм

Приложение Б-1 Тесты текущего контроля успеваемости по дисциплине 1. Какой процесс называют коррозией металлов? а) разрушение металлов от статических механических нагрузок; б) разрушение металлов при циклических

3.5. Обработка поверхностным пластическим деформированием Подобные технологии вызывают упрочнение поверхностного слоя металла в холодном состоянии (механические методы) или при нагревании (термо-механические

Лекция 8 http://www.supermetalloved.narod.ru Конструкционная прочность материалов. Особенности деформации поликристаллических тел. Наклеп, возврат и рекристаллизация 1. Конструкционная прочность материалов

Лекция 12 http://www.supermetalloved.narod.ru Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали. 1. Виды термической обработки металлов. 2. Превращения, протекающие в структуре

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАМИ) ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД

Государтвенное образовательное учреждение начального профессионального образования профессиональный лицей 7 Программа учебной дисциплины «Основы материаловедения» По профессии «Слесарь по ремонту строительных

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Самарской области «Новокуйбышевский нефтехимический техникум» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Дисциплина Материаловедение Специальность ППССЗ 15.0.07

Лекция 9 http://www.supermetalloved.narod.ru Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо углерод. 1. Структуры железоуглеродистых сплавов 2. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов 3. Процессы

Вещество – совокупность взаимосвязанных атомов, ионов или молекул.

Материал – один из видов вещества, который идёт на изготовление изделия и представляет собой промежуточный продукт переработки вещества в изделие. Этот продукт, как правило, отвечает потребностям конкретного производственного процесса, имеет сложный химический состав и (или) наперёд заданную внутреннюю структуру и внешнюю форму.

    вещество – железо, медь, кремний, полиэтилен, глинозём;

    материал – сталь (стальной прокат), медная фольга, полиэтиленовая плёнка, корундовая керамика.

В физике используют понятие твёрдое тело, понимая под этим вещество в твёрдом состоянии.

состав – структура – свойства

Состав

Все простые вещества в соответствии с положением в периодической таблице элементов Менделеева делятся на металлы (80 элементов), полуметаллы и неметаллы.

Лишь немногие из металлов применяются в технике в элементарном виде.

Например, для реализации хорошей электропроводности: серебро Ag, медьCu, золотоAu, платинаPt, палладийPd.

В основном, металлы используются в виде сплавов. Их количество огромно, свойства разнообразны, вследствие чего, создание новых сплавов является актуальной задачей.

Среди полуметаллов особое значение имеют элементарные полупроводники (13 элементов), такие как кремний Si, германийGe, селенSe, серое оловоSn, углерод С в структуре алмаза с примесями и т.д.

Неметаллы (12 элементов) в элементарном виде практически не используются. 9 элементов из них – газы, 1 (Br) – жидкость, 2 (S,I) – летучие легкоплавкие элементы.

Однако, значение неметаллов огромно, так как в соединениях с металлами они образуют всё многообразие простых и сложных неорганических химических соединений с новыми, неприсущими исходным веществам, свойствами, которые и являются материалами РЭС.

Существует 4 типа связи:

  • ковалентная;

    металлическая;

    молекулярная

Ионная связь – отличается присвоением одним из элементов химического соединения валентных электронов второго.

Ковалентная связь – характеризуется равномерным распределением валентных электронов между атомарными остовами веществ, составляющих соединение.

Металлическая связь – характеризуется наиболее полным обобществлением валентных электронов. У металлов кристаллические решётки «погружены» в электронный газ.

Молекулярная связь – является наиболее слабой. Она обусловлена кулоновским взаимодействием между разно заряженными участками молекул.

В чистом виде химические связи практически не встречаются. Наблюдаются смешанные: ионно-ковалентная, ковалентно - металлическая.

Структура

Понятие структура имеет 4 аспекта:

    Степень упорядоченности в расположении микрочастиц.

    Особенности их взаимного расположения.

    Вид и концентрация кристаллических дефектов (дефектоструктура).

    Состав и строение фаз.

По степени упорядоченности различают тела кристаллические и аморфные.

Кристалл – твёрдое тело, имеющее трёхмерное периодически правильное пространственное расположение микрочастиц, то есть дальний порядок.

Аморфное тело – тело, не располагающее дальним порядком. Однако считать аморфные тела хаотическими, неструктурированными – не правильно. В них наблюдается ближний порядок в расположении микрочастиц.

Границей, условно разделяющей кристаллические и аморфные тела, принято считать метод исследования упорядоченности структуры .

Существует рентгеноструктурный анализ, позволяющий засечь (найти) кристаллиты (упорядоченные области) в структуре материала размером 100 нм. Поэтому, применив этот метод, и не найдя признаков упорядоченности, говорят, что данное тело рентгеноаморфно.

Монокристалл – единичный относительно крупный кристалл с совершенной структурой, заданными свойствами и полученный, как правило, искусственным путём.

Поликристалл – совокупность неориентированных относительно друг друга зёрен кристаллитов. При этом кристаллиты не являются монокристаллами, так как они не единичны, малы, их структура, как правило, искажена.

Свойства монокристалла в основном определяются природой вещества, а свойства поликристалла, помимо этого, зависят от размера кристаллитов, состава и структуры границ зёрен.

Граница зёрен – нарушение периодичности расположения микрочастиц, сопровождающееся появлением оборванных, ненасыщенных связей, которые сильно влияют на механические, химические и физические свойства материалов, в том числе и на электропроводность.

Порядки величин удельного сопротивления если принять удельное сопротивление монокристаллического проводника за единицу, то:

ρ монокристалла – 1, ρ поликристалла – 10, ρ аморфного тела – 100

Особенности взаимного расположения микрочастиц

Эти особенности изучает предмет кристаллография.

Минимальный повторяющийся объём кристаллический структуры называется элементарной ячейкой. Размер элементарной ячейки (период повторения) называется параметром элементарной ячейки.

Установлено 14 типов элементарных ячеек, которые различаются размерами рёбер, углами между рёбрами и т.д.

Доказано, что другие геометрические тела не могут обеспечить полного заполнения.

Все типы пространственных решёток разбиты на 7 сингоний. Наиболее распространенной в природе является кубическая сингония, в которой различают несколько видов решеток, например, на рисунке 1.

Рисунок 1 - Виды кубических решёток

а) – простая; б) - гранецентрированная (ГЦК); в) - объёмноцентрированная (ОЦК).

Рисунок 2. Гексагональная кристаллическая решётка

Рисунок 3. Тригональная кристаллическая решётка

Ag,Al,Au,Pt,Pb,Cu, некоторые сложные полупроводниковые соединения (GaAs)– ГЦК;

элементарные полупроводники (Si,Ge) – алмазоподобная кубическая решётка.

Если кристалл имеет форму естественного правильного многогранника, легко установить, что свойства различных граней неодинаковы, то есть имеет место анизотропия.

В кубической кристаллической решётке простыми (сингулярными) гранями являются представленные на рисунке 4.

Рисунок 4 – Сингулярные грани кубической сингонии

Вполне очевидно, что плотность расположения атомов даже на простых сингулярных гранях различна. В порядке убывания плотности: (1,1,1); (1,0,0); (1,1,0).

Дефектоструктура

До сих пор речь шла об идеальной решётке. На практике можно утверждать: идеальных кристаллов не существует ни в природе, ни в технике.

Всё многообразие существующих дефектов структур можно разбить на два класса:

IДинамические (временные) дефекты. Оказывают существенное влияние, на них нельзя повлиять. Пример: фононы – кванты тепловой энергии – элементарное колебание атома в решётке. Отсутствие данного дефекта возможно только при 0° К.

IIСтатические (постоянные) дефекты. Их классифицируют по геометрическому признаку:

    Точечные, 0-мерные. Являются самыми маленькими и распространёнными (вакансии, междоузельные атомы, примесные атомы)

    Линейные, 1-мерные. К ним относят различные виды дислокаций: винтовые, сдвиговые, несовпадения и другие. Вследствие возникновения внутри кристаллической решётки протяжённого ряда атомов с оборванными связями образуется дислокационная пора, пронизывающая весь кристалл (рисунок 5).

Рисунок 5. Сдвиговая дислокация

    Плоскостные, 2-мерные. Наиболее большим дефектом кристалла является его поверхность. Также к плоскостным дефектам относятся границы зёрен в поликристаллической структуре вещества (рисунок 6). Возможно возникновение границы двойникования, при переходе через которую наблюдается зеркальное отображение структуры кристаллической решётки (рисунок 7).


Рисунок 6 Рисунок 7

    Объёмные, 3-мерные. К ним относятся трещины, сколы, макропустоты, макровключения иной фазы.

Практически все статические дефекты сопровождаются оборванными связями, которые стремятся к завершению. Таким образом, дефекты оказывают существенное влияние на движение носителей заряда, так как фактически представляют собой своего рода микро- и наноконденсаторы, накапливающие заряд и разряжающиеся при смене полярности. Это приводит к увеличению времени быстродействия переходных процессов и, соответственно, к ограничению быстродействия.

Состав и строение фаз

Данный аспект лучше всего иллюстрируется теорией сплавов.

Элементы теории сплавов

Металлическим сплавом называется вещество, полученное сплавлением двух или более исходных веществ (компонентов) преимущественно металлических. Помимо сплавления сплавы получают спеканием, электролизом и другими методами.

При кристаллизации сплавов могут образовываться следующие твёрдые фазы: твёрдый раствор, химическое соединение, механическая смесь.

Твёрдые растворы – наиболее распространённая форма существования сплава. Характерная особенность – сохранение типа кристаллической решётки растворителя (доминирующего компонента). Различают два варианта образования твёрдых растворов:

    Твёрдые растворы замещения

    Твёрдые растворы внедрения

В твёрдых растворах замещения атомы растворяемого компонента встроены в кристаллическую решётку растворителя. Существуют сплавы с ограниченной и неограниченной растворимостью. В случае ограниченной растворимости количество растворяемого компонента, вводимого в объём растворителя, как правило, не велико. При превышении определённого количества происходит выделение растворяемого компонента в виде включения иной фазы. Неограниченная растворимость возможна в том случае, если решётки растворяемого компонента и растворителя изоморфны, что подразумевает схожесть кристаллического строения, близость атомарных радиусов, рассогласование не более 8-13%, близость физико-химических свойств. Причём перечисленные условия являются необходимыми, но не достаточными, так как на практике такое совпадение маловероятно. Наиболее приближенный вариант – в сплаве решётка одного компонента плавно переходит в решётку другого, замещает.

Твёрдые растворы внедрения образуются внедрением атомов в поры кристаллической решётки растворителя. Это возможно, когда внедряемые атомы имеют малые размеры (атомы водорода, углерода, азота, бора). Их атомы проникают в объем, но не встраиваются.

Химические соединения

Характерными особенностями химических соединений являются:

    Постоянство свойств и состава, которое может быть выражено химической формулой.

    Образуется новый тип кристаллической решетки, отличной, как правило, от решеток исходных компонентов.

    Постоянство температуры кристаллизации – как у чистых компонентов.

Все химические соединения делятся на 2 группы:

    Соединения типичных металлов с типичными неметаллами (оксиды, сульфиды, хлориды и т.д.)

    Металлические химические соединения отличаются разнообразием типов химических связей с доминантой металлической связи. Их отличает наличие металлического блеска, электропроводности и т.д. К ним относят: сплавы металлов с углеродом (карбиды), с азотом (нитриды), с водородом (гидриды), с бором (бориды) и т.д.

Механические смеси.

Образуются при сплавлении компонентов с большим различием атомных радиусов и электрохимических свойств. Их взаимная растворимость очень мала, из чего следует, что при кристаллизации образуется чисто механическая смесь кристаллитов исходных компонентов. Например, сплавы свинца с сурьмой, цинка с оловом.


Все книги можно скачать бесплатно и без регистрации.

NEW. Богодухов, Гребенюк, Синюхин. Курс материаловедения в вопросах и ответах. 268 стр. djvu. 2.5 MB.
В учебном пособии, написанном известным специалистом из Германии, имеющим многолетнюю преподавательскую практику, изложены о сновы современного материаловедения. При этом в полной мере использованы фундаментальные понятия, представления и закономерно сти из других областей знаний - физики,химии, математики, а также кристаллографии и металлургии. Рассмотрены различные модели, в том числе на основе фазовых диаграмм и теории химическойсвязи. Большое внимание уделено применению термодинамических подходовпри изучении материалов. Подробно обсуждаются теория дефектов в кристаллических твердых телах, процессы кристаллизации и рекристаллизации, способы управления составом композиционных материалов, структурная организация в стеклах и полимерах. Книга очень хорошо иллюстрирована.

Скачать

NEW. Г. ГОТТШТАЙН. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ 864 Kб.
В учебном пособии, написанном известным специалистом из Германии, имеющим многолетнюю преподавательскую практику, изложены о сновы современного материаловедения. При этом в полной мере использованы фундаментальные понятия, представления и закономерно сти из других областей знаний - физики, химии, математики, а также кристаллографии и металлургии. Рассмотрены различные модели, в том числе на основе фазовых диаграмм и теории химической связи. Большое внимание уделено применению термодинамических подходов при изучении материалов. Подробно обсуждаются теория дефектов в кристаллических твердых телах, процессы кристаллизации и рекристаллизации, способы управления составом композиционных материалов, структурная организация в стеклах и полимерах. Книга очень хорошо иллюстрирована.
Для студентов и аспирантов университетов, а также других вузов, готовящих специалистов в области наук о материалах.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка). 2009 год. 290 стр. djvu. 5.3 МБ.
Рассмотрены металлические, неметаллические и композиционные материалы, используемые в качестве конструкционных и инструментальных, и даны рекомендации по их применению. Приведены методы исследования строения и свойств материалов. Представлены характеристики механических, физических и технологических свойств материалов. По результатам апробации внесен ряд изменений. Впервые рассмотрены технологические материалы, применяемые при сварке и пайке, глава «Инструментальные материалы» значительно расширена и дополнена практическими рекомендациями.
Для учащихся учреждений начального профессионального образования. Может быть использовано при других формах обучения.
Первые главы физика металлов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Алексеев В.С. Материаловедение. Конспект лекций. 2008 год. 160 стр. djvu. 3.2 МБ.
Конспект лекций предназначен для освоения студентами вузов специальной дисциплины "Материаловедение". Лаконичное четкое изложение материала, продуманный отбор необходимых тем позволяют быстро и качественно подготовиться к семинарам, зачетам и экзаменам по данному предмету.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Б.Н. Арзамасов. Материаловедение. 1986 год. 384 стр. djvu. 6.3 МБ.
Изложены закономерности формирования структуры кристаллических материалов в процессе кристаллизации из жидкого состояния, а также пластического деформирования и термической обработки. Показано влияние структуры на физико-механические свойства материалов и их зависимость от условий работы. Обоснована возможность применения различных технологических способов обработки для обеспечения требуемых свойств

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля 2004 год. 384 стр. djvu. 12.6 Мб.
Первый учебник на русском языке по современным методам исследования для материаловедения. Чрезвычайно чётко и детально описаны рентгеновские методы анализа, физические основы оптической и электронной микроскопии. Количественные методы микроанализа включают и рентгеновские микроанализаторы, встроенные в новейшие модели электронных микроскопов. Книга адресована широкому кругу инженеров и студентов, занимающихся изучением и разработкой новых материалов, нанотехнологиями.

Скачать

И.И. Беркович, Д.Г. Громаковский. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Учебник. 2000 год. 270 стр. 5 файлов doc (по главм) в одном архиве 4.2 Мб.
Изложены современные научные представления трибологии о физической природе явле-ний, протекающих на фрикционном контакте, механика и термодинамика процессов трения, изнашивания и смазки. Рассмотрены молекулярно-кинетические аспекты и термоактивацион-ный механизм формирования и разрушения поверхностных слоев, основы фрикционного мате-риаловедения, применяемые физические методы исследования свойств поверхностных слоев, технологические способы повышения износостойкости и эксплуатационных свойств деталей узлов трения.
В основе учебника лежат курсы лекций по трибологии, которые авторы читали студентам в Самарском и Тверском государственных технических университетах. ения.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. 1979 год. 370 стр. pdf. 37.2 Мб.
Книга является учебным пособием по рентгеноструктурному анализу, электронографии и электронной микроскопии. В ней рассмотрена экспериментальная и расчетная методика решения задач по рентгеноструктурному анализу, электронографии и электронной микроскопии. В описании каждой работы имеются необходимые теоретические пояснения и изложен порядок выполнения задач. В приложении дан необходимый справочный материал.
Книга предназначена для студентов металлургических, политехнических и машиностроительных вузов по специальностям: металловедение, физика металлов, полупроводники и диэлектрики, физико-химические исследования, обработка металлов давлением, литейное производство и металлургия черных и цветных металлов, технология специальных материалов электронной техники. Она может быть также использована сотрудниками научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий, работающими в области рентгеноструктурного, электронографического и электронномикроскопического анализа материалов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Гатчин Ю.А., Ткалич В.Л., Камаев П.А., Симаков Д.Д., ХмелёвЕ.Д. Материалы электронных средств. Учебное пособие. 2010 год. 113 стр. PDF. 2.1 МБ.
В учебном пособии рассмотрены элементы кристаллофизики, а также основные виды проводниковых, полупроводниковых и диэлектрических материалов электронных средств.
Предназначено для студентов и магистров факультетов КТиУ и ТМиТ, изучающих дисциплины «Физические основы микроэлектроники», «Ма- териаловедение и материалы электронных средств».
В переводе на общепртнятый жаргон, в пособии рассмотрены свойствва металлов, диэлектриков и полупроводниковых материалов, прменяемых в электронике. Во введении я прочитал, что электроника - наука о взаимодейсвии заряженных частиц с электромагнитными полями. А я, неуч, считал, что этим занимается электродинамика.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Д.Н. Гаркунов. Триботехника. Конструирование, изготовление и эксплуатация машин. Учебник. 5-е изд. перераб. доп. 2002 год. 626 стр. djvu. 14.3 Мб.
Книга состоит из введения в триботехнику и двух частей: первая часть посвящена износу, а вторая - безызносности. Во введении изложены практические примеры решения задач триботехники, этапы развития триботехники в России и ее инженерно-технические проблемы.
В первой части книги рассмотрены физико-химические свойства поверхностей, взаимное контактирование деталей, виды трения в узлах машин и механизм износа деталей. Подробно проанализированы виды изнашивания и различные повреждения поверхностей, включая и от циклических контактных нагрузок. Особое внимание уделено водородному изнашиванию - новому виду контактного взаимодействия твердых тел. В зависимости от вида изнашивания или повреждения поверхностей трения указаны методы повышения долговечности деталей.
Во второй части рассмотрена сущность эффекта безызносности, его механизм и закономерности. Описано как было установлено это явление. Исследуются физико-химические процессы безызносности. Показано, что эффект безызносности относится к самоорганизующимся явлениям неживой природы.
Во второй части большое место уделено применению эффекта безызносности в различных отраслях техники: авиации, морском флоте, химическом машиностроении, тяжелом машиностроении, легкой промышленности и др. Даны методы оценки антифрикционных и прочностных свойств тонких металлических покрытий и испытаний смазочных материалов. Изложен новый курс в преподавании триботехники; в нем излагаются три вопроса, которые позволяют реализовать эффект безызносности в узлах трения машин: финишная антифрикционная безабразивная обработка поверхностей трения стальных и чугунных деталей, металлоплакирующие смазочные материалы и безразборное восстановление изношенных двигателей внутреннего сгорания.
Для студентов по специальности «Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов». Книга может быть полезна для научных и инженерно-технических работников машиностроительных и ремонтных предприятий.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Говарикер В.Р., Висванатхан Н.В., Шридхар Дж. Полимеры. 1990 год. 396 стр. djvu. 3.6 МБ.
В книге излагаются основы химии, физики и технологии полимеров. Рассмотрены механизмы: реакции получения полимеров, их кинетические закономерности, физические свойства и химические превращения. Описан широкий круг полимеров трех типов: эластомеров, полимерных волокон и пластических масс. Предложенный фактический материал позволяет использовать книгу как справочное и учебное пособие.
Для широкого круга специалистов, преподавателей вузов, аспирантов, студентов, занимающихся наукой о полимерах и их технологией.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. 2001 год. 478 стр. djvu. 3.4 Мб.
В монографии методами механики контактного взаимодействия и механики разрушения исследуются процессы и явления, имеющие место при контактировании подвижных элементов машин, в технологических операциях и определяющие потери энергии и материалов при трении. Изучаются напряжённое состояние и разрушение поверхностей (изнашивание) при взаимодействии деформируемых тел с учётом геометрической и механической неоднородностей их поверхностных слоев (являющихся следствием применения к ним различных видов обработки, в том числе нанесения покрытий, упрочнения), адгезионного взаимодействия поверхностей, свойств промежуточной среды и условий контактирования (трение скольжения, качения и др.). Для специалистов в области механики контактного взаимодействия и трибологии, а также студентов и аспирантов технических университетов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Н.Е. Денисова и др. ТРИБОТЕХНИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТРИБОТЕХНОЛОГИЯ. Учеб. пособие. 2006 год. PDF. 3.5 Мб.
Изложены основные сведения о конструкционных материалах, рекомендуемых для деталей трибосопряжений узлов трения, механизмов сложных технических систем (металлорежущие станки, транспортные и технологические машины для различных отраслей промышленности). Рассмотрены новые ресурсосберегающие триботехнологии, обеспечивающие высокий уровень надежности. Уделено внимание оценке триботехнических показателей, рациональному подбору и использованию конструкционных материалов, эффективности современных триботехнологий (выбор покрытий и упрочняющих технологий). Рассмотрены неметаллические конструкционные материалы и покрытия из них.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Г.Н. Елманов, А.Г. Залужный, В.И. Скрытный, Е.А.Смирнов, В.Н. Яльцев. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. Том 1. серии ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ (Учебник для вузов./Под общей ред. Б.А. Калина. МИФИ, 2007). 636 стр. PDF. 3.6 Мб..
Учебник «Физическое материаловедение» представляет собой 6-томное издание учебного материала по всем учебным дисциплинам базовой материаловедческой подготовки, проводимой на 5–8 семестрах обучения студентов по кафедре Физических проблем материаловедения Московского инженерно-физического института (государственного университета).
Том 1 содержит учебный материал по разделам физики конденсированного состояния, изложенный в главах «Физическая кристаллография», «Дефекты кристаллической решетки» и «Физика твердого тела».
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальности «Физика конденсированного» состояния, и аспирантов, специализирующихся в области физики конденсированных сред и материаловедения, и может быть полезен молодым специалистам в области физики металлов, твердого тела и материаловедения.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

В.Е. Гуль, В.Н. Кулезнев. Структура и механические свойства полимеров. 1994 год. 186 стр. djvu. 7.1 МБ.
В книге в сравнительно небольшом объеме изложены современные представлении о структуре и механических свойствах полимеров. Впервые уделено внимание современным представлениям о влиянии на прочность тех изменений структуры и релаксационных свойств, которые протекают с начала деформирования до разделения полимерного тела на части. Учтена все возрастающая роль смесей полимеров. Излагаются современные представления об агрегатных, физических и фазовых состояниях, рассматриваются термодинамика и кинетика высокоэластической деформации. Для стимулирования самостоятельной работы студентов в каждой главе приведены вопросы, часть которых может быть темой для написания реферата или небольшой деловой игры. 4-е издание (3-е вышло в 1979 г.) значительно дополнено н переработано авторами.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Л.В. Журавлева. Электроматериаловедение. Учебник лпя средних обр. учреждений. 2001 год. 312 стр. djvu. 3.2 Мб.
В учебнике рассмотрены основные свойства различных классов электро-радиоматериалов, используемых в производстве радиоэлектронной аппаратуры: проводников, полупроводников, диэлектриков, магнитных материалов Изложены основы физических явлений, происходящих в них, требования, предъявляемые к этим материалам, и области их применения.
Для учащихся профессионально-технических учебных заведений радиотехнических специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

М.Т. Коротких. Технология конструкционных материалов и материаловедение.. Учеб. пособие. 2004 год. 104 стр. 1.5 Мб.
Пособие по курсу «Технология конструкционных материалов и материаловедение» предназначено для студентов заочной и дистанционной формы обучения экономических специальностей. Может быть использовано при изучении курса Технология важнейших отраслей промышленности. Пособие в краткой, конспективной форме освещает основные разделы курса и сопровождается вопросами для самопроверки и образцами карт тестового контроля.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

С.Н. Колесов, И.С. Колесов. Материаловедения и технология конструкционных материалов. Учебник. "-изд. доп. перераб. 2007 год. 540 стр. djvu. 5.4 Мб.
В учебнике на современном уровне изложены основы строения металлических и неметаллических материалов, включая полимерные. Рассматривается физика явлений, имеющих место в диэлектрических, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалах, находящихся в электрическом, магнитном или тепловом поле, а также в конструкционных материалах при воздействии на них температуры или механического напряженния. Приведены данные об электрических, физико-химических и механических свойствах материалов, используемых в электро- и радиотехнике. Более подробно рассмотрены: электропроводность, диэлектрические потери и пробой полимерной изоляции; влияние на электрическую прочность молекулярной и надмолекулярной структуры полимеров; механизм электрического старения полимерной и другой изоляции; поверхностный пробой электроизоляционных конструкций. Описаны новые электроматериалы: сверхпроводники, активные диэлектрики и др. Рассмотрены строение и механические свойства металлов и сплавов, используемых в качестве конструкционных материалов в электроустановках, и их термическая обработка (закалка, отжиг и т. д.). Описаны основные виды технологии обработки материалов (сварка, литье, резание и т. д.). Для студентов электротехнических и электромеханических специальностей транспортных и других технических вузов. Может быть полезен аспирантам и инженерам, работающим в области электро- и радиотехники.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Лахтин Ю.M., Леонтьева В.П. Материаловедение. Учебник. 2-у изд. перераб. доп. 1980 год. 493 стр. PDF. 27.5 МБ.
Рассмотрены кристаллическое строение металлов, процессы пластической деформации а рекристаллизации. Изложены современные методы испытания и критерии оценки конструктивной прочности материалов, определяющие их надежность и долговечность. Описаны фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния.
Большое внимание уделено теории и технологии термической обработки и другим видам упрочнения. Рассмотрены все классы сталей, цветные металлы и неметаллические соединения.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Л.А. Мальцева, М.А. Гервасьев, А.Б. Кутьин. Материаловедение. Учебник. 2007 год. 339 стр. pdf. 50.8 Мб.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

И.М. Мальцев. Материаловедение.. Лекции.. 1995 год. 103 стр. PDF. 1.0 Мб.
Введение: Материаловедение - научная дисциплина о структуре, свойствах и назначении материалов. Свойства технических материалов формируются в процессе их изготовления. При одинаковом химическом составе, но разной технологии изготовления, образуется разная структура, и вследствие, свойства.
Цель настоящей дисциплины - изучение закономерностей формирования структуры и свойств материалов методами их упрочнения для эффективного использования в технике. Основная задача дисциплины - установить зависимость между составом, строением и свойствами, изучить термическую, химико-термическую обработку и другие способы упрочнения, сформировать знания о свойствах основных разновидностей материалов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Новиков Н.В. Синтетические свехтвердые материалы. В 3-х частях. Учебник для вузов. 1983-86 годы. djvu.
Часть 1. 281 стр. 6.9 Мб. Синтез сверхтвердых материалов.
Часть 2. 265 стр. 6.4 Мб. Коппозиционные инструментальные сверхтвердые материалы..
Часть 3. 281 стр. 8.4 Мб. Применение синтетических сверхтвердых материалов.

. . . . . . . Скачать 1 . . . . . . . Скачать 2 . . . . . . . Скачать 3

П.И. Орлов. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х томах. 1988 год. djvu.
Том 1. 561 стр. 13.5 Мб. Том 2. 545 стр. 15.7 Мб.
В 1-й книге изложены общие принципы конструирования машин на основе унификации, нормализации, обеспечения резервов развития, повышения надежности Особое внимание уделено рентабельности машин и влиянию их параметров на суммарный экономический эффект за период эксплуатации. Рассмотрены способы снижения металлоемкости, повышения прочности и жесткости конструкции.
Во 2-й книге изложены основы конструирования сварных, заклепочных, шпоночных, шлицевых, крепежных соединений, соединений пластической деформацией, подшипников скольжения и качения, упорных подшипников, стопорных колен и др. Вопросы конструирования рассмотрены с учетом свойств материалов, технологии изготовления, сборки, снижения металлоемкости и удобства эксплуатации 3-е издание (2-е изд 1977 г) исправлено в соответствии с действующими ГОСТами и нормативными документами.
Для конструкторов-машиностроителей, а также будет полезно студентам втузов.

. . . . . . . . . . . . Скачать 1 . . . . . . . . . . . . Скачать 2

В.В. Пасынков, В.С. Сорокин. Материалы электронной техники. Учебник. 2001 год. 370 стр. djvu. 6.4 МБ.
В книге изложены основы строения материалов и физики явлений, происходящих в проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалах, их электрические и магнитные свойства, а также сведения о технологии производства важнейших материалов и их применении.
Содержание.
Основные сведения о материалах электронной техники. Физические процессы в проводниках и их свойства. Проводниковые материалы. Физические процессы в полупроводниках и их свойства. Полупроводниковые материалы. Физические процессы в диэлектриках и их свойства. Пассивные диэлектрики. Активные диэлектрики. Физические процессы в магнитных материалах и их свойства. Магнитные материалы.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

С.В. Ржевская редактор. Материаловедение: практикум. 2004 год. 272 стр. pdf. 31.0 Мб.
Представлен комплекс лабораторных и практических работ, позволяющий изучить взаимосвязь состава, строения, структуры и свойств различных материалов, а также закономерности их изменения под тепловым, химическим, механическим и другим воздействиями и дать оценку возможности использования этих материалов в практике.
Для студентов вузов, обучающихся по инженерно-техническим специальностям и направлениям. Может быть полезен аспирантам и инженерам.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Ржевская С.В. Материаловедение. Учебник. 4-изд. перераб. дополн. 2004 год. 413 стр. djvu. 10.7 Мб.
Представлены все виды материалов, использующихся в промышленности, причем по конкретным материалам приведены сведения о составе, строении, структуре, основных физических и потребительских свойствах, классификации, маркировке и способах воздействия на свойства. Рассмотрены способы защиты материалов от коррозии и изнашивания.
Для студентов вузов, обучающихся по инженерно-техническим специальностям и направлениям. Может быть полезна аспирантам и инженерам.
Первый раз вижу учебник по тех. предмету без формул.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

В.Б. Сажин. Иллюстрации к началам курса "Основы материаловедения". Уч. пособие. 2005 год. 156 стр. djv. 2.8 Мб.
В учебном пособии проиллюстрированы основные разделы учебного курса «Основы материаловедения», который в течение целого ряда лет читается в Российском химико-технологическом университете имени Д.И Менделеева.
Учебное пособие предназначено для студентов химико-технологических вузов, полезно при изучении курсов «Общая химическая технология» и «Процессы и аппараты химической технологии».
В пособии много справочного материала.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. Коррозия и защита от коррозии. 2002 год. 335 стр. djvu. 3.4 МБ.
Настоящая книга является первым полномасштабным учебным изданием по коррозии для химико-технологических и машиностроительных специальностей высших учебных заведений. В основу учебного пособия положены программы дисциплин "Коррозия и защита металлов" и "Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии". Изложены теоретические основы газовой и электрохимической коррозии, рассмотрены виды коррозии, коррозионные характеристики металлов, сплавов и неметаллических материалов. Приведены методы защиты машин и аппаратов от коррозии.
Для студентов высших учебных заведений химико-технологических и машиностроительных специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Д. Синдо, Т. Оикава. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. 2006 год. 253 стр. djvu. 6.4 Мб.
Моноrрафия Посвящега особенностям конструкции совpeменных просвечивающих электронных микроскопов (ПЭМ), спектроскопии потерь энерrии электронов (СПЭЭ), энерrодисперсионной электроннозондовой рентrеновской спектроскопии (ЭДС), а также цифровым системам реrистрации изображений, в том числе на основе цифровых ПЗС камер и системам на основе электронностимулированной фотолюминесценции (IР системам), устанавливаемых на современные ПЭМ. Даны подробные описания аналитических методик и интерпретации полученных результатов.
В книrе представлен новейщий метод трехмерной томоrрафии с помощью ПЭМ и метода ALCHEMI для анализа дефектов замещения в кристаллах. Также изложены прикладные методы для анализа маrнитных материалов, метод электронной rолоrрафии.
Настольная книrа материаловеда.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

И.В.Тихонова. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Еонспект лекций. 1999 год. 86 стр. PDF. 3.1 Мб.
Для студентов направления 553100 "Техническая физика" очной формы обучения

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Г.Н. Теплунин, В.Г. Теплухин, И.В. Теплухина. Материаловедение. Учеб. пособие. 2006 год. 170 стр. djvu. 4.5 Мб.
Изложены основы металловедения и термической обработки чёрных и цветных металлов. Рассмотрены закономерности структурообразования, принципы легирования и маркировки основных конструкционных, жаропрочных и инструментальных материалов, а также сталей и сплавов с особыми физическими свойствами. Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика» и может быть полезно студентам других специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Г.П Фетисов и др. Материаловедение и технология металлов.. Учебник. 2001 год. 640 стр. .11.9 Мб.
В настоящем учебнике рассмотрены физико-химические основы строения и свойств конструкционных металлических и неметаллических материалов, приводятся широко используемые методы определения механических свойств материалов при различных видах нагружения, излагаются основы термической обработки и поверхностного упрочнения деталей. Значительное внимание при этом уделяется дислокационной концепции прочности. В учебнике представлены все основные технологические процессы: литейное производство, обработка металлов давлением и резанием, сварка и пайка.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Худяков М.А. Материаловедение. 1996 год. 196 стр. PDF. 15.8 МБ.
Рассмотрены основные разделы курса материаловедения: атомно-кристаллическое строение металлов, основы кристаллизации, диаграммы состояния сплавов, а также основные конструкционные металлы и сплавы на основе железа и цветных металлов. Показана возможность изменения структуры и свойств материалов за счёт термической и химико-термической обработки. Большое внимание уделено неметаллическим материалам, которые находят применение в промышленности.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Чумаченко Ю.Т., Чумаченко Г.В. Материаловедение. Учебник. Среднее спец. образов. 2005 год. 316 стр. djvu. 3.1 МБ.
В учебнике приведены основные сведения о строении, физико-механических и технологических свойствах материалов. Изложены вопросы металловедения, производства и термической обработки металлов и сплавов. Содержится информация о полимерных, композиционных и не металлических материалах.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать

Шевеля В.В., Олександренко В.П. Трибохимия и реология износостойкости. 2006 год. 278 стр. pdf. 35.0 Мб.
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения металлургических и механических специальностей при изучении курса «Материаловедение». В пособии рассмотрены кристаллическое строение металлов, закономерности формирования структуры металлов при затвердевании, пластической деформации и термической обработке; показана взаимосвязь комплекса физико-механических свойств металлов и сплавов со структурой; описаны фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния двойных систем.
Уделено внимание теории и технологии термической обработки и другим видам упрочнения. Рассмотрены некоторые классы сталей, цветные металлы и композиционные материалы.
Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области Металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений.