138

Министерство образования и науки украины

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

ЧАСТЬ 2.

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

УТВЕРЖДЕНО:

На заседании кафедры

«Физики и физического

материаловедения»

Протокол №2 от 29.09.2006г.

На заседании Совета Факультета

общеинженерной подготовки студентов,

протокол № 2 от 17.10.2006г.

СОСТАВИТЕЛЬ:

Доц. Фролова С.А.

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Проф. Александров В.Д.,

Доц. Живченко В.С.

Макеевка, 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Железоуглеродистые сплавы.....................................……………..…....4

2. Теория термической обработки......................................……………...18

3. Технология термической обработки......................................................32

4. Химико-термическая обработка……………………………………..…40

5. Классификация и принцип маркировки сталей.

Углеродистые стали.....................................................………………....44

6. Конструкционные стали……………………………………………..….51

7. Инструментальные стали.............……………………………………....59

8. Коррозия металлов. Стали и сплавы

с особыми свойствами .............................................................................63

9. Микроскопический анализ сталей и чугунов………………………….79

10. Макроскопический анализ металлов и сплавов……………………….89

11. Износостойкость сталей……………………………………………......111

12. Металлургическая промышленность. Производство

чугуна.……………………………………………………………………122

13. Способы производства стали..................................................................139

14. Алюминиевые сплавы............................………………………………...147

15. Медь и ее сплавы.................................................………………………..156

16. Титан, магний и их сплавы в производстве

конструкционных материалов.................................................................167

15. Основы литейного производства………………………………………..176

16. Основы обработки металлов давлением ……………………………….199

17. Основы сварочного производства………………………………………210

18. Технология сварочного производства………………………………….226

19. Основы обработки металлов резанием.......………………………….....241

20. Металлорежущие станки и методы обработки заготовок.....................258

21. Технология производства пластических масс……...............………….265

22. Дисперсные системы. Порошковая металлургия………………………274

23. Контроль качества материалов ......……....................................................288

Список литературы………………………………………….............................302

1. Железоуглеродистые сплавы

Железо используется человеком уже в течение многих тысячелетий. Еще за шесть тысяч лет до нашего времени в Египте изготовлялись украшения из метеоритного железа. Однако способ получения железа из руд был открыт только во втором тысячелетии до нашей эры. Он быстро распространился в Египте, древней Греции, Закавказье, Индии, Китае. Началась эпоха "железного меча, а вместе с тем железного плуга и топора" (Ф.Энгельс). Переход к железным орудиям вызвал переворот во всех областях жизни - в земледелии, в строительстве жилищ и средств передвижения, в военном деле.

В настоящее время используются почти все металлы, обнаруженные на земном шаре. Мы знаем, какое большое значение для современной промышленности имеет алюминий и наряду с ним другой легкий металл - магний. Растет производство давно известных металлов - меди, цинка, олова и свинца, обладающих ценнейшими свойствами. Хром, никель, молибден, вольфрам и другие металлы получают все более широкое применение в производстве различных сплавов. Но железо остается основным и главным металлом: на долю железа и его сплавов приходится около 90 % от общего веса всех применяемых металлов.

Такое место железа в современной промышленности объясняется ценными свойствами его сплавов, широким распространением в природе железных руд, относительной простотой производства железных сплавов.

Основоположником современного металловедения, основателем крупной научной школы русских металлургов и металловедов является Чернов Дмитрий Константинович. Его работы получили признание во всем мире.

Чернов Д. К. (1.11.1839–2.1.1921) – русский ученый в области металловедения, термической обработки металлов. В 1858г. окончил Петербургский практический технологический институт. С 1889г. профессор металлургии Михайловской артиллерийской академии. В 1866-68гг. в результате практического изучения причин брака при изготовлении орудийных поковок, а также глубокого анализа своих предшественников П.П.Аносова, П.М.Обухова, А.С.Лаврова, Н.В.Калакуцкого по вопросам выплавки, разливки и ковки стальных слитков, Чернов установил зависимость структуры и свойств стали от ее горячей механической и термической обработки. Чернов открыл критические температуры, при которых в стали в результате ее нагревания или охлаждения в твердом состоянии происходят фазовые превращения, существенно изменяющие структуру и свойства металла. Эти критические точки были названы точками Чернова. Он графически изобразил влияние углерода на положение критических точек, создав первый набросок очертания важнейших линий диаграммы состояния железо-углерод. В крупном научном труде Чернов изложил теорию кристаллизации стального слитка, детально исследовав процесс зарождения и роста кристаллов (в частности, дендритных кристаллов), дал схему структурных зон слитка, развил теорию последовательной кристаллизации, всесторонне изучил дефекты литой стали и указал эффективные методы борьбы с ними. Этими исследованиями Чернов во многом способствовал превращению металлургии из ремесла в теоретическую обоснованную научную дисциплину.

Большое значение для прогресса металлургии стали имели труды Чернова в области интенсификации металлургических процессов. Он обосновал значение полноты раскисления стали при выплавке, целесообразность применения комплексных раскислителей, рекомендовал систему мероприятий, обеспечивающих получение плотного безпузыристого металла. Он выдвинул идею перемешивания металла в процессе кристаллизации, предложив для этого вращающуюся изложницу.