Немашиностроительных специальностей
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Томский политехнический университет»
А.Г. Багинский, Е.П. Чинков
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебное пособие для студентов
Томск 2005
ВВЕДЕНИЕ
Получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства, уровень развития которого во многом определяет научно-технический и экономический потенциал страны. Проектирование конкурентно способных изделий, организация их производства невозможны без достаточного уровня знаний в области материаловедения и технологии конструкционных материалов.
Материаловедение – наука о внутреннем строении и свойствах технических материалов, возможности их изменения в нужном направлении для целенаправленного использования в технике. Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. В современной технике имеется огромное количество различных устройств, машин и механизмов, строительных конструкций, оборудования и т.д., которые работают в жестких условиях воздействия нагрузок, агрессивных сред, высоких и низких температур. Чтобы обеспечить их работоспособность, надежность и долговечность, инженер должен иметь представление о возможностях современных материалов, уметь ориентироваться во множестве вариантов и владеть основами знаний, необходимых при выборе материала для конкретных деталей и изделий. Кроме того, инженер должен знать возможности формирования и прогнозирования необходимых свойств используемых материалов и изготавливаемых из них изделий.
Технология конструкционных материалов – совокупность знаний о способах производства материалов и средствах их обработки с целью изготовления изделий разного назначения. При конструировании машин и оборудования инженер должен обеспечить определенные характеристики материалов в соответствии с требованиями надежной их эксплуатации и работы. Необходимо учитывать особенности технологических методов обработки и экономическую целесообразность изготовления изделий тем или иным способом.
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ
Конструкционные материалы – материалы, из которых изготовляются детали машин, конструкций, сооружений, работающих под нагрузкой. Отличительная… Металлические материалы классифицируют по системам сплавов (алюминиевые,… Неметаллические материалы подразделяют по изомерному составу, технологическому исполнению (прессованные, тканые,…
Кристаллы – твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (или молекулярной) структурой) и имеющие форму правильных симметричных… Кристаллическая структура (рис. 1.2) – периодически повторяющаяся в… В зависимости от соотношений между величинами a, b, с и a, b, g различают семь типов кристаллических решеток (см. рис.…
Любое вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном. Возможен переход из одного состояния в другое, если… В соответствии с приведенной на рис. 1.8 схемой выше температуры Тт вещество… Для кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением…
Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений. Напряжение – сила, действующая на единицу площади сечения детали.… Механизм пластической деформации металла зависит от особенностей структуры,… Дислокационный механизм пластической деформации. К кристаллу приложено сдвигающее напряжение (t). Краевая дислокация…
При статическом испытании на растяжение получают характеристики прочности и пластичности (ГОСТ 1497-84).
Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.… Испытания на растяжение. В процессе испытания регистрируется так называемая первичная диаграмма растяжения в…
Твердость по Бринеллю. Индентор - стальной закаленный шарик диаметром D 2,5, 5 и 10 мм, в зависимости от толщины изделия. Нагрузка Р меняется в…
Временное сопротивление и число твердости по Бринеллю связаны между собой: для стали sв = 0,34 НВ, для алюминиевых…
Система – группа тел выделяемых для наблюдения и изучения. В металловедении системами являются металлы и металлические сплавы. Компоненты –…
Строение сплава, структура и окончательные свойства зависят от вида взаимодействия компонентов сплава при его кристаллизации. Почти все металлы в… Механические смеси компонентов образуются, если эти компоненты не вступают в… Твердые растворы компонентов образуются, когда компоненты частично или полностью растворяются друг в друге. Один…
В процессе охлаждения (нагревания), при изменении концентрации какого-либо компонента в сплавах происходят фазовые и структурные изменения. Эти… С = К – Ф + 2.
Где: К – число компонентов; Ф – число фаз; С – число степеней свободы (вариантность системы), т.е. число внутренних и…