Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Диаграммы состояния
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Технология металлов»
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочного отделения
Могилев 2007 г.
УДК 620.22
ББК
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Технология металлов» «31» августа 2007г.,
протокол № 1
Составители: д-р. техн. наук, проф. Ф.Г. Ловшенко
канд. техн. наук, доц. Г.Ф.Ловшенко
ст. преподаватель А.И.Хабибуллин
Рецензент канд.техн.наук, доцент Н.С.Гарлачов Н.С.
Изложены цель и задачи курса «материаловедение», рабочая программа курса, а так же учебная литература по изучению тем курса. Приведены контрольные задания, требования и рекомендации по выполнению и оформлению контрольной работы.
Учебное издание
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Ответственный за выпуск А.И.Хабибуллин
Технический редактор А.Т.Червинская
Компьютерная верстка Н.П.Полевничая
Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Печать трафаретная .Усл. печ. л. Уч. -изд. л. Тираж 315 экз. Заказ № _______
Издатель и полиграфическое исполнение:
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет»
212005, г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУВПО «Белорусско-Российский университет», 2007
Содержание
| Введение | |||
| Перечень основных разделов курса «Материаловедение» | |||
| Методические рекомендации к выполнению и оформлению контрольной работы | |||
| Задания к контрольной работе | |||
| Список литературы | |||
| Приложение А. | |||
| Таблица А1. Содержание углерода в сплаве | |||
| Таблица А2. Марки стали | |||
| Таблица А3. Марки стали | |||
| Таблица А4. Марки сплавов | |||
| Приложение Б. Перечень типовых вопросов к экзамену по курсу «Материаловедение» | |||
| Приложение В. Пример выполнения контрольной работы. |
Введение
Материаловедение является одной из фундаментальных дисциплин, изучение которой является необходимым для будущих специалистов в области машиностроения, энергетики и приборостроения. Решение технических проблем, связанных с экономией материалов, снижением массы машин и аппаратов, повышение точности, надежности и долговечности во многом зависит от развития материаловедения. Непрерывный процесс создания новых материалов для современной техники обогащает науку о материалах, которая стимулирует появление новых технических идей (композиционные материалы, сверхпроводники, аморфные сплавы и др.). Знание этих вопросов необходимо для освоения многих дисциплин на старших курсах и в практической деятельности будущих специалистов.
Материаловедение ставит своей задачей усвоение студентами машиностроительных специальностей фундаментальных знаний по вопросам выбора наиболее подходящих материалов для изготовления различных деталей машин, назначения режимов термической или другой обработки, а также создания новых материалов и технологий для различных отраслей промышленности.
Студент, изучивший дисциплину, должен знать:
- строение и свойства металлов и сплавов, процессы кристаллизации, методы построения и анализа диаграмм состояния сплавов;
- железоуглеродистые сплавы и основы их создания;
- теорию и технологию термической и др. видов обработки стали;
- классификацию и маркировку конструкционных материалов;
- основы создания легированных сталей;
- цветные металлы и сплавы (титановые, алюминиевые, медные и др.);
- композиционные материалы, аморфные металлы и т.д.;
- основные неметаллические материалы.
Студент, изучивший дисциплину, должен уметь:
- оценить структуру материалов и влияние ее на физико-механические и технологические свойства;
- выбрать наиболее подходящий материал для изготовления различных деталей машин и инструментов;
- обоснованно назначить режим термической или другой обработки изделий с учетом условий их работы;
- оценить поведение деталей в процессе их работы и возможности корректировки выбора материала.
1 Перечень основных разделов курса «Материаловедение»
Введение
Задача и значение курса «Материаловедение». Роль металлов в современной технике. Роль русских и советских ученых в создании науки о металлах и методах их упрочнения. Современное материаловедение и его значение в народном хозяйстве, в ускорении научно-технического прогресса. Прогрессивные тенденции создания рационального выбора новых и существующих материалов, оценка перспектив их применения на основе экономического анализа. Металлические и неметаллические материалы.
Строение металлов
1.2.1 Металлические материалы. Металлический тип связи, металлическое состояние. Атомно-кристаллическое строение металлов, типы кристаллических решеток, анизотропия металлов.
1.2.2 Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллического строения: точечные, линейные, поверхностные, объемные. Влияние дефектов на физико-механические свойства.
Литература: [1, гл. 1]; [2, гл. 1]; [3, гл. 1].
Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Диаграммы состояния
1.3.1 Термодинамические основы и кинетика кристаллизации металлов. Самопроизвольное (спонтанное) и гетерогенное образование зародышей.
1.3.2 Модифицирование. Формирование структуры при кристаллизации. Строение металлического слитка.
1.3.3 Полиморфные превращения в металлах. Тип фаз, образующихся в металлических сплавах, их характеристики.
1.3.4 Диаграммы состояния двойных сплавов. Методы построения диаграмм состояния экспериментальным путем. Анализ типовых двойных диаграмм состояния. Фазовые превращения в неравновесных условиях. Связь между структурой и свойствами.
Литература: [1, гл. II, V]; [2, гл. II, IV]; [3, гл. 3].
Пластическая деформация
Упругая и пластическая деформация. Явления, протекающие в процессе пластической деформации. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Рекристаллизационные процессы. Горячая и холодная пластическая деформация. Основные механические свойства металлов.
Литература: [1, гл. III]; [2, гл. V]; [3, гл. 1].
Железо и его сплавы
1.5.1 Метастабильная диаграмма состояния «железо-цементит». Компоненты, фазы и структурные составляющие сталей и чугунов, их характеристика, условия образования и свойства.
1.5.2 Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Дефекты стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей. Стабильная диаграмма состояния «железо-графит».
1.5.3 Свойства и назначение чугунов. Белый и отбеленный чугун. Влияние углерода, кремния и скорости охлаждения на структуру серого чугуна. Влияние постоянных примесей на свойства чугуна. Серый чугун. Модифицированный серый чугун. Ковкий чугун. Высокопрочный чугун.
Литература: [1, гл. IV]; [2, гл. VIII]; [3, гл. 4].