Часть 1. Металловедение

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

"МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ"

 

Часть 1. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

 

1. Строение металлов

Газообразное, жидкое и твердое состояние металлов. Аморфное строение металлов в газообразном и жидком состояниях. Изотропия свойств аморфного металла. Кристаллическое строение твердых металлов. Анизотропия свойств твердых металлов. Кристаллическая решетка, элементарная кристаллическая ячейка, кристаллографическая плоскость. Типы кристаллической решетки: кубическая объемно-центрированная, кубическая гранецентрированная, гексагональная плотноупакованная. Период (параметр) кристаллической решетки.

Реальное строение металлических кристаллов. Зернистое строение металла. Дефекты кристаллической решетки и причины их возникновения. Точечные дефекты: вакансии и межузельные атомы. Краевые дислокации. Влияние дефектов на механические свойства металла.

Процесс кристаллизации. Кривые охлаждения при кристаллизации. Критические точки кривых охлаждения. Теоретическая температура кристаллизации. Фактическая температура кристаллизации. Степень переохлаждения.

Механизм процесса кристаллизации. Образование центров кристаллизации и рост кристаллов. Влияние скорости охлаждения на число центров кристаллизации и величину кристаллов. Дендритное строение металла.

Превращения в твердом состоянии. Аллотропия (полиморфизм). Аллотропические превращения железа: альфа-железо, гамма-железо. Магнитные превращения железа.

 

2. Механические свойства металлов

Упругая и пластическая деформация. Предел текучести. Относительное удлинение. Прочность и предел прочности. Твердость. Методы испытания на твердость: по Бринелю, по Роквеллу, по Виккерсу.

Влияние пластической деформации на механические свойства: наклеп или нагартовка. Рекристаллизационный отжиг

 

3. Строение сплавов

Компоненты сплава. Механическая смесь. Химическое соединение. Твердые растворы: твердый раствор замещения, твердый раствор внедрения. Твердые растворы с ограниченной и неограниченной растворимостью. Диаграмма состояния сплава (правила построения). Понятие фазы.

Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси. Компоненты и фазовые составляющие этих сплавов. Основные линии диаграммы: линия ликвидус, линия солидус. Понятие эвтектики.

Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, образующих эвтектику. Основные линии диаграммы: линия ликвидус, линия солидус, линия эвтектических превращений. Компоненты и фазовые составляющие этих сплавов.

 

4. Железоуглеродистые сплавы

Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазовые составляющие сплавов железо-углерод: феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит. Диаграмма состояния железо-углерод. Основные линии диаграммы: линия ликвидус, линия солидус, линия эвтектических превращений, линия эвтектоидных превращений.

Фазовые превращения в сплавах, содержащих менее 2,14% углерода (в сталях). Структура доэвтектоидных сталей. Структура эвтектоидной стали. Структура заэвтектоидных сталей.

Фазовые превращения в сплавах содержащих более 2,14% углерода - чугунах. Структура чугунов с различным содержанием углерода: доэвтектический чугун, эвтектический чугун, заэвтектический чугун.

 

5. Классификация и маркировка железоуглеродистых сплавов.

Классификация и маркировка углеродистых сталей. Конструкционные углеродистые стали: стали обыкновенного качества, качественные конструкционные стали (низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые). Инструментальные углеродистые стали.

Области применения углеродистых сталей.

Классификация и маркировка чугунов. Белый,серый, высокопрочный чугун. Ковкий чугун. Области применения чугунов.

Легированные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Состав, маркировка и свойства легированных сталей.

 

6. Термическая обработка стали

Виды термической обработки стали. Отжиг стали. Влияние отжига на внутренние напряжения и на величину зерна. Нормализация стали. Влияние нормализации на величину зерна и твердость стали. Закалка стали. Основные этапы процесса закалки. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали. Закалочные структуры стали: сорбит, троостит, мартенсит. Дефекты закалки: деформация и коробление изделий, закалочные трещины, повышенная хрупкость. Поверхностная закалка. Отпуск и его влияние на структуру и свойства стали.

Химико-термическая обработка стали. Основные виды химико-термической обработки: цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация.

 

7. Цветные металлы и сплавы

Алюминий. Сплавы алюминия с марганцем. Сплавы алюминия с магнием. Применение алюминиевых сплавов.

Медь. Сплавы меди с цинком - латуни. Сплавы меди с другими металлами - бронзы. Применение медных сплавов.

Подшипниковые сплавы.