Материаловедение

Москва  2019

МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ 
 
Кафедра горного оборудования, транспорта и машиностроения

К.И. Шахова
О.В. Белянкина

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Методические указания  
по выполнению курсовой работы

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 3239

УДК 620.22:622.232(75) 
 
Ш-31

Р е ц е н з е н т 
канд.техн.наук, доц. РГУ им. А.Н. Косыгина П.А. Королев

Шахова К.И.
Ш-31  
Материаловедение : метод. указ. по выполнению курсовой 
работы / К.И. Шахова, О.В. Белянкина. – М. : Изд. Дом НИТУ 
«МИСиС», 2019. – 36 с.

Содержит методические указания и справочные материалы, необходимые 
для выполнения курсовой работы по дисциплине «Материаловедение». 
Приведены требования и изложен подход к выбору сталей для изготовления изделий исходя из обеспечения необходимой прочности, надежности и 
долговечности, технико-экономических показателей.
Даны рекомендации по назначению режимов термической обработки различных сталей для формирования требуемых свойств.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 21.05.04 
«Горное дело», специализация «Горные машины и оборудование».

УДК 620.22:622.232(75)

 К.И. Шахова,
О.В. Белянкина, 2019
 НИТУ «МИСиС», 2019

Оглавление

Введение ....................................................................................................4
1 Определение допустимого напряжения ...............................................6
2 Обеспечение надежности ......................................................................8
3 Обеспечение долговечности ...............................................................13
4 Технологические и экономические требования ................................14
5 Выбор материала ..................................................................................15
7 Выбор режима окончательной термической обработки деталей 
машин .......................................................................................................19
8 Порядок выполнения курсовой работы .............................................26
Библиографический список ...................................................................35

Введение

Из всех известных в технике материалов лучшее сочетание 
прочности, надёжности и долговечности имеет сталь, поэтому она 
является основным материалом для изготовления ответственных 
изделий, подвергающихся большим нагрузкам. Свойства стали 
зависят от её структуры и состава. Совместное воздействие 
термической обработки, которая изменяет структуру, и легирования 
– 
эффективный 
способ 
повышения 
комплекса 
механических 
характеристик стали.
Выбор стали для изготовления той или другой детали и метод 
ее упрочнения определяются в первую очередь условиями работы 
детали, величиной и характером напряжений, возникающих в ней в 
процессе эксплуатации, размерами и формой детали и т.д.
При выборе марки стали для конкретной детали конструктор 
должен учитывать требуемый уровень прочности, надёжности 
и долговечности детали, а также технологию её изготовления, 
экономию металла и специфические условия службы детали 
(температура, окружающая среда, скорость нагружения и т.п.).
Единых принципов при выборе марки стали пока не 
разработано, поэтому каждый конструктор выполняет эту задачу 
в зависимости от своего опыта и знаний; вследствие этого при 
выборе марки стали случаются и ошибки, что может привести к 
нежелательным последствиям.
Решая эту задачу, прежде всего необходимо знать форму, 
размеры и условия работы детали. Предположим, что чисто 
конструктивно 
оптимальное 
решение 
найдено. 
Если 
сила, 
воздействующая на деталь, известна, то можно определить уровень 
напряжений в наиболее опасных сечениях детали (чем сложнее 
конфигурация изделия, тем точность такого расчёта меньше). Так 
как модули упругости для всех сталей практически одинаковы 
(модуль нормальной упругости Е ≈ 2⋅105 МПа, модуль сдвига 
G ≈ 0,8⋅105 МПа), то во многих случаях можно подсчитать упругую 
деформацию при максимальной нагрузке. При невозможности 
проведения 
таких 
расчётов 
необходимо 
провести 
натурные 
испытания. Если эта деформация находится в допустимых пределах, 
то следует перейти к основному вопросу – выбору марки стали, а