Конспект лекций Часть 2 Омск 2006 (075. 8) Ббк 34. 202: 34. 206я73 Б95

Г. В. Бычков, А. А. РаУБА,

А. В. Смольянинов

материаловедение

Часть 2

Омск 2006
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
_________________________

Г. В. Бычков, А. А. Рауба, А. В. Смольянинов

материаловедение

Конспект лекций

Часть 2

Омск 2006

УДК 669.017:620.18(075.8)

ББк 34.202:34.206я73
Б95

Бычков Г. В. Материаловедение: Конспект лекций. Часть 2/ Г. В. Бычков, А. А. Рауба, А. В. Смольянинов; Омский гос. ун-т путей сообщения, 2006. 54 с.

В первом разделе второй части конспекта лекций рассматриваются легированные стали, даны их классификация и маркировка. Приведены основные группы конструкционных, инструментальных сталей и сталей с особыми свойствами. Рассмотрены твердые и сверхтвердые материалы для режущих инструментов.

Второй раздел посвящен поверхностному упрочнению деталей механическими методами, поверхностной закалкой и химико-термической обработкой.
Отдельно рассмотрены сплавы цветных металлов: алюминий и его сплавы (деформируемые, литейные и порошковые, их состав, маркировка и назначение), медь и ее сплавы (приводятся составы, маркировка, применение латуней, бронз и сплавов меди с никелем).
В последнем разделе рассматриваются антифрикционные (подшипниковые) сплавы различных групп и химических составов. Приведены их маркировка и применение.

Библиогр.: 10 назв. Табл. 5. Рис. 8.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. П. Моргунов;

доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин.

_________________________

• 
  Омский гос. университет
  

путей сообщения, 2006

оглавление

Введение ………………………………………………………………….…….…	5
1. Легированные стали ………………………………………………….………..	6
1.1. Классификация и маркировка легированных сталей …………….………..	7
1.2. Легированные конструкционные стали ……………………………………	8
1.3. Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали ..…………………….………	11
1.4. Легированные инструментальные стали …………………………..……….	12
1.5. Стали и сплавы с особыми свойствами ……..…………………….………..	14
2. Твердые и сверхтвердые инструментальные материалы …………………...	16
2.1. Металлокерамические твердые сплавы ……………………………………	16
2.2. Сверхтвердые материалы …………………………………………………...	17
3. Поверхностное упрочнение деталей …………………………………………	18
3.1. Механическое упрочнение поверхности …………………….……………..	19
3.2. Термическое упрочнение – поверхностная закалка …….…..……………..	21
3.3. Химико-термическая обработка ……………………………………………	25
3.3.1. Операции химико-термической обработки ……………………………...	25
3.3.2. Диффузионная металлизация …….………………………………………	29
4. Сплавы цветных металлов ……….……………………………………………	31
4.1. Алюминий и его сплавы ….…...…………………………………………….	31
4.1.1. Деформируемые сплавы алюминия ……………………………….……...	32
4.1.2. Порошковые сплавы алюминия ….……………………………………….	38
4.1.3. Литейные сплавы алюминия ……..……………………………………….	39
4.2. Медь и ее сплавы …………………………………………………………….	42
4.2.1. Латуни …….………………………………………………………………..	43
4.2.2. Бронзы ….…………………………………………………………………..	45
4.2.3. Сплавы меди с никелем и другими металла­ми ….………………………	48
5. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы ……..………………………..	49
Библиографический список ……………………………………………...……...	52

Введение

Вторая часть конспекта лекций начинается с раздела «Легированные стали». Рассматриваются их классификация и принципы маркировки. Дается характеристика основных групп конструкционных сталей. Приведены инструментальные стали и сплавы для режущих инструментов и штампов. Раздел заканчивается представлением специальных сталей и сплавов с особыми свойствами, их маркировки и назначения.

Во втором разделе дается характеристика основных способов поверх-ностного упрочнения деталей для повышения прочности, твердости, износостойкости поверхностных слоев при сохранении вязкой, пластичной сердцевины для восприятия ударной и циклической нагрузки в эксплуатации.
В третьем разделе рассматриваются сплавы алюминия: деформируемые, порошковые и литейные с маркировкой, с особенностями свойств и применения.
Четвертый раздел посвящен меди и ее сплавам: латуням и бронзам. Приведены их состав, маркировка, свойства и назначение.
Конспект лекций заканчивается разделом «Антифрикционные (подшипниковые) сплавы». Рассмотрены основные группы сплавов, их состав, особенности свойств, маркировка и применение.
Возможно, объем отдельных разделов конспекта не согласуется с отводимым количеством часов учебного плана различных специальностей нашего вуза. В этом случае каждый лектор может исключить из рабочей программы дисциплины или отдельные подразделы, или целый раздел. Этот вопрос решает кафедра. Авторы конспекта лекций выражают уверенность в том, что он окажет существенную помощь студентам как очной, так и заочной формы обучения, изучающим дисциплину «Материаловедение».
1. Легированные стали

Легированными называют стали, в состав которых специально вводятся химические элементы, называемые легирующими; к ним относятся хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, титан и др.

Ни у какой другой группы материалов механические свойства не изменяются путем добавления легирующих элементов и под воздействием процессов термообработки так сильно, как у сталей. Легированием стали (различными элементами в разных количествах) и применением термической обработки можно получить большую вязкость при одинаковой прочности по сравнению с углеродистой сталью, большую прочность и т. д.
Однако преимущества легированных сталей заключаются не только в более высоких механических свойствах. Легированием можно изменить и физико-химические свойства стали, получить сталь нержавеющую, кислотостойкую, жаропрочную, немагнитную, с особыми тепловыми и электрическими свойствами. Влияние легирующих элементов на сталь очень велико.
Все легирующие элементы сдвигают точки диаграммы состояния как по температуре, так и по концентрации, образуя стали с ферритной, аустенитной, перлитной и карбидной структурой. Значительное влияние легирующие элементы оказывают на режимы термической обработки сталей, изменяя температуру отжига, закалки и отпуска.
Легирующие элементы разделяются на карбидообразующие: хром, молибден, ванадий, вольфрам, титан и другие, которые могут находиться в твердом растворе, а при значительных количествах образовывать специальные карбиды. Карбиды легирующих элементов обладают более высокой твердостью, чем карбид железа – цементит. Некарбидообразующие элементы (никель, кобальт, алюминий, медь и другие) растворяясь в феррите или аустените, значительно влияют на их свойства. Так, никель придает стали высокую прочность и пластичность, повышает ударную вязкость, увеличивает прокаливаемость, понижает порог хладноломкости, уменьшает коэффициент теплового линейного расширения. Значительное содержание никеля в стали обеспечивает ей аустенитную структуру при любом значении температуры.