МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ

ПСКОВСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра СЕРВИСА

И.П. Никифоров

Материаловедение

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

для студентов направления 100100.62 «Сервис»

Санкт-Петербург

2011

Одобрено на заседании кафедры Сервиса,

протокол №_ от _____2011

Никифоров, И.П. Материаловедение. Учебное пособие для студентов направления 100100.62 «Сервис» / И.П. Никифоров – СПб.: СПбГУСЭ, 2011. – 132 с.

В учебном пособии приведены задания по дисциплине «Материаловедение» и методика их выполнения. Каждая работа содержит теоретическую и практическую часть. Пособие предназначено для студентов направления 100100.62 – «Сервис».

Автор: д-р техн. наук, проф. И.П. Никифоров;

Рецензент: д-р техн. наук, проф. ______________

 Псковский филиал

 Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики 2011

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ 5

1.1. Условия проведения испытаний 5

1.2. Диаграмма растяжения и ее анализ 8

1.3. Диаграмма условных напряжений. Механические характеристики материала 13

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ 28

2.1. Метод измерения твердости по Бринеллю 29

2.2. Метод измерения твердости по Роквеллу 34

3. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ С НЕОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ 43

3.1. Понятия о фазах. Твердые растворы 43

3.2. Особенности построения диаграмм. Химический и весовой состав фаз 47

4. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ С ОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ И ЭВТЕКТИКОЙ 55

5. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-ЦЕМЕНТИТ 70

5.1. Железо и его свойства. Полиморфизм железа 70

5.2. Фазы на диаграмме состояния железо-цементит 73

5.3. Микроструктура углеродистых сталей 78

6. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 86

6.1. Теория термической обработки стали 86

6.2. Практика термической обработки стали 88

6.2.1. Отжиг 88

6.2.2. Нормализация 94

6.2.3. Закалка 95

6.2.4. Отпуск 99

6.2.5. Закалка токами высокой частоты (ТВЧ) 100

6.2.6. Химико-термическая обработка. 102

7. ПРИЛОЖЕНИЯ 108

7.1. Механические свойства сталей 108

7.2. Зависимость между пределом прочности и числом твердости по Бринеллю 110

7.3. Температура плавления некоторых металлов и полуметаллов (металлоидов) 111

7.4. Характеристика двойных сплавов с ограниченной растворимостью и эвтектикой в твердом состоянии 112

7.5. Типовые режимы термической обработки стали 113

7.6. Области применения сталей 120

7.7. Классификация и маркировка сталей 124

8. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ 131

ЛИТЕРАТУРА 146

Введение

Прогресс в области автомобилестроения тесно связан с созданием и освоением новых прогрессивных и экономичных материалов, которые обладают самыми разнообразными механическими и физико-химическими свойствами.

Столь быстрое внедрение в нашу жизнь новых материалов требует от специалистов в области автосервиса широкого спектра знаний и овладения закономерностями, определяющими свойства и поведение материалов в условиях эксплуатации.

Свойства материала определяется его внутренним строением. Наука «Материаловедение» именно и изучает зависимость между химическим составом, строением и свойствами металлов и сплавов, а также влияние на их строение и свойства внешних воздействий (тепловых, механических и пр.).

Задачей курса является формирование у студентов знаний и умений, необходимых для правильного выбора и рационального использования различных материалов, применяемых в автомобилестроении. Изучение дисциплины базируется на знании студентами в основном таких наук как физика и химия.

Данное учебное пособие затрагивает некоторые базовые разделы дисциплины. В Пособие рассматриваются: механические характеристики и методы испытаний; фазовые превращения; влияние химического состава на структуру и свойства сплавов; основные принципы термической обработки сталей и другие важные вопросы.

Все работы имеет содержательную и хорошо иллюстрированную теоретическую часть, которая будет полезна студентам при самостоятельной работе, в том числе при подготовке к экзамену. Вопросы для самопроверки и тематические кроссворды помогут закрепить пройденный материал, глубже понять его сущность.

В Пособии присутствуют варианты заданий, детализированные шаги по их выполнению, а также формы отчётов по каждой работе, что нацеливает на результат, способствует приобретению студентами комплекса практических навыков, и оказывает положительное влияние на осмысление теоретических знаний.