Материаловедение
Покупка
Тематика:
Материаловедение / Металлургия. Литейное производство / Атомная энергетика. Радиохимическое производство
Автор:
Халдеев Владимир Николаевич
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 437
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9515-0408-1
Артикул: 752860.01.99
Доступ онлайн
300 ₽
В корзину
Учебник предназначен для машиностроительных специальностей вузов. Рассмотрены вопросы строения и свойств металлов и металлических сплавов, а также вопросы термической обработки. Значительное внимание уделено металлам и сплавам атомной энергетики, а также неметаллическим материалам.
Тематика:
- 1202: Материаловедение
- 160202: Металлургия. Литейное производство
- 161001: Атомная энергетика. Радиохимическое производство
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.03: Прикладная механика
- 15.03.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Глава 1 7 Министерство образования и науки Российской Федерации Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики Саровский физико-технический институт НИЯУ «МИФИ» В. Н. Халдеев МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и дипломированных специалистов «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». 2-е издание, переработанное и дополненное Саров 2019
Часть I. Теория сплавов
8
УДК 669.017 (075.8)
ББК 34.2я73
X17
Р е ц е н з е н т ы : А. К. Чернышев, д-р физ.-мат. наук, профессор
А. Б. Лоскутов, д-р техн. наук, профессор
Халдеев, В. Н.
Х17 Материаловедение : учебник для вузов / В. Н. Халдеев. – 2-е изд.,
доп. и перераб. – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2019. – 437 с., ил.
ISBN 978-5-9515-0408-1
Учебник предназначен для машиностроительных
специальностей вузов. Рассмотрены вопросы строения
и свойств металлов и металлических сплавов, а также вопросы термической обработки. Значительное внимание
уделено металлам и сплавам атомной энергетики, а также
неметаллическим материалам.
УДК 669.017 (075.8)
ББК 34.2я73
ISBN 978-5-9515-0408-1
© Халдеев В. Н., 2010
© Халдеев В. Н., 2019, с изменениями
© ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2019
СОДЕРЖАНИЕ Введение ..................................................................................................... 10 Часть I. ТЕОРИЯ СПЛАВОВ Глава 1. Строение и свойства металлов................................................... 11 1.1. Атомное строение металлов.................................................... 11 1.2. Межатомная связь .................................................................... 13 1.3. Кристаллическое строение металлов ..................................... 16 1.4. Кристаллографические обозначения атомных плоскостей.. 20 1.5. Строение реальных кристаллов. Дефекты в кристаллах...... 23 1.6. Процессы плавления и кристаллизации................................. 28 1.6.1. Плавление металлов ....................................................... 28 1.6.2. Энергетические условия процесса кристаллизации.... 28 1.6.3. Механизм и законы процесса кристаллизации............ 32 1.6.4. Строение металлического слитка.................................. 34 1.6.5. Полиморфные превращения .......................................... 35 1.6.6. Магнитные превращения ............................................... 38 1.7. Пластическая деформация и рекристаллизация металлов ... 39 1.7.1. Пластическая деформация ............................................. 40 1.7.2. Возврат и рекристаллизация.......................................... 43 Глава 2. Методика исследования структуры, фазового состава и механических характеристик металлов и сплавов .............................. 46 2.1. Исследование макроструктуры............................................... 46 2.2. Микроструктурный анализ...................................................... 47 2.3. Рентгеновский и другие методы анализа............................... 54 2.4. Механические свойства металлов........................................... 60 2.4.1. Методы механических испытаний металлов ............... 61 2.4.2. Испытание на растяжение.............................................. 61
Содержание 4 2.4.3. Испытание на твердость................................................ 65 2.4.4. Определение ударной вязкости .................................... 69 2.4.5. Испытание на усталость ................................................ 70 2.4.6. Испытания при повышенных температурах................ 71 Глава 3. Строение и свойства сплавов .................................................... 73 3.1. Общая характеристика сплавов.............................................. 73 3.2. Твердые растворы.................................................................... 74 3.3. Химические соединения.......................................................... 75 3.4. Эвтектики ................................................................................. 78 Глава 4. Диаграммы состояния систем ................................................... 79 4.1. Основные сведения.................................................................. 80 4.2. Правило фаз.............................................................................. 80 4.3. Диаграмма состояния сплавов, не растворяющихся друг в друге в твердом состоянии.................................................................... 82 4.4. Правило отрезков..................................................................... 86 4.5. Диаграмма состояния сплавов, образующих неограниченные твердые растворы......................................................... 87 4.6. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии .................................................... 90 4.7. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения............................................................................ 96 4.8. Диаграммы состояния сплавов, компоненты которых обладают полиморфизмом ....................................................................... 99 4.9. Диаграммы состояния сплавов из трех компонентов .......... 102 4.10. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния ............................................................................... 108 Часть II. ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ Глава 5. Железоуглеродистые сплавы..................................................... 110 5.1. Железо....................................................................................... 110 5.2. Углерод ..................................................................................... 112 5.3. Фазы железоуглеродистых сплавов....................................... 114 5.4. Диаграмма состояния «железо – углерод»............................ 114
Содержание 5 5.5. Углеродистые стали ................................................................. 123 5.5.1. Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства стали.................................................................. 124 5.5.2. Классификация и маркировка углеродистых сталей... 127 5.6. Чугуны....................................................................................... 136 5.6.1. Характерные особенности чугунов............................... 136 5.6.2. Процесс графитизации ................................................... 137 5.6.3. Структура и свойства чугуна......................................... 142 5.6.4. Классификация и маркировка чугунов......................... 144 5.6.5. Легированные чугуны .................................................... 149 Глава 6. Теория термической обработки стали....................................... 151 6.1. Разновидности термической обработки стали....................... 152 6.1.1. Образование аустенита................................................... 153 6.1.2. Распад аустенита при охлаждении................................ 156 6.1.3. Мартенситное превращение .......................................... 162 6.1.4. Промежуточное (бейнитное) превращение.................. 167 6.1.5. Превращения при нагреве закаленной стали ............... 168 6.2. Влияние термической обработки на свойства стали ............ 171 Глава 7. Технология термической обработки стали............................... 172 7.1. Нагрев при термической обработке........................................ 173 7.2. Контроль температурного режима ......................................... 173 7.3. Отжиг и нормализация............................................................. 176 7.4. Закалка....................................................................................... 179 7.4.1. Определение температуры нагрева под закалку.......... 180 7.4.2. Время нагрева.................................................................. 181 7.4.3. Воздействие нагревающей среды.................................. 182 7.4.4. Закалочные среды........................................................... 183 7.4.5. Прокаливаемость ............................................................ 186 7.4.6. Внутренние напряжения ................................................ 187 7.4.7. Способы закалки............................................................. 188 7.4.8. Дефекты, возникающие при закалке............................. 190 7.5. Обработка стали холодом........................................................ 191
Содержание 6 7.6. Отпуск стали ............................................................................ 191 7.7. Поверхностная закалка............................................................ 193 Глава 8. Химико-термическая обработка стали..................................... 195 8.1. Назначение и физические основы химико-термической обработки ................................................................................................... 195 8.2. Цементация стали .................................................................... 197 8.3. Азотирование стали................................................................. 201 8.4. Цианирование стали ................................................................ 203 8.5. Диффузионная металлизация ................................................. 205 Часть III. РАЗНОВИДНОСТИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ Глава 9. Легированные стали и сплавы................................................... 209 9.1. Необходимость легирования стали........................................ 209 9.2. Общая характеристика легирующих элементов, их влияние на свойства стали .................................................................. 210 9.3. Фазы и структурные составляющие легированных сталей. 216 9.4. Влияние легирующих элементов на фазовые превращения в стали................................................................................. 218 9.5. Особенности термической обработки легированных сталей ................................................................................ 221 9.6. Классификация и маркировка легированных сталей ........... 222 9.7. Маркировка зарубежных сталей ............................................ 225 Глава 10. Конструкционные стали .......................................................... 229 10.1. Влияние легирующих элементов и структуры на механические свойства стали.............................................................. 230 10.2. Термическая обработка конструкционных сталей............. 231 10.3. Цементуемые стали ............................................................... 232 10.4. Улучшаемые стали................................................................. 235 10.5. Пружинные стали .................................................................. 237 10.6. Шарикоподшипниковые стали............................................. 239 10.7. Высокопрочные стали ........................................................... 240 10.8. Износостойкие стали............................................................. 244 10.9. Коррозионно-стойкие стали и сплавы................................. 246 10.10. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы .................. 253
Содержание 7 Глава 11. Инструментальные стали и сплавы......................................... 262 11.1. Классификация инструментальных сталей и сплавов........ 263 11.2. Стали для режущего инструмента........................................ 263 11.3. Стали для мерительного инструмента.................................. 269 11.4. Штамповые стали................................................................... 270 11.5. Твердые сплавы ...................................................................... 272 Глава 12. Стали и сплавы с особыми свойствами .................................. 274 12.1. Магнитные и немагнитные стали и сплавы......................... 274 12.2. Электротехнические материалы ........................................... 279 12.3. Сплавы с особыми тепловыми свойствами ......................... 281 Часть IV. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ Глава 13. Алюминий и его сплавы........................................................... 283 13.1. Свойства алюминия................................................................ 284 13.2. Алюминиевые сплавы............................................................ 286 13.2.1. Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой........................................................................... 287 13.2.2. Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой........................................................................... 288 13.2.3. Литейные алюминиевые сплавы ................................. 291 Глава 14. Магний и его сплавы ................................................................ 295 14.1. Свойства магния..................................................................... 295 14.2. Сплавы на основе магния ...................................................... 295 Глава 15. Медь и ее сплавы....................................................................... 298 15.1. Свойства меди......................................................................... 298 15.2. Латуни...................................................................................... 300 15.3. Бронзы ..................................................................................... 305 Глава 16. Титан и его сплавы.................................................................... 312 16.1. Свойства титана...................................................................... 314 16.2. Сплавы на основе титана....................................................... 314 Глава 17. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе ........................ 319 17.1. Основные свойства тугоплавких металлов.......................... 319 17.2. Сплавы на основе тугоплавких металлов ............................ 322
Содержание 8 Часть V. МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Глава 18. Основные материалы атомной энергетики............................ 325 18.1. Атомная энергетика, ее разновидности и применение ...... 326 18.2. Общая характеристика металлов, применяемых в атомной энергетики................................................................................ 329 18.2.1. Уран............................................................................... 329 18.2.2. Плутоний....................................................................... 337 18.2.3. Галлий ........................................................................... 350 18.2.4. Полоний......................................................................... 353 18.2.5. Цирконий ...................................................................... 355 18.2.6. Бериллий ....................................................................... 361 18.2.7. Бор.................................................................................. 367 Часть VI. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Глава 19. Полимеры.................................................................................. 371 19.1. Пластические массы .............................................................. 374 19.2. Классификация пластмасс .................................................... 375 19.3. Разновидности пластмасс, их свойства и применение....... 376 19.3.1. Ненаполненные пластмассы ....................................... 376 19.3.2. Пластмассы с порошкообразными наполнителями.. 385 19.3.3. Пластмассы с волокнистыми наполнителями........... 386 19.3.4. Пластмассы со слоистыми наполнителями ............... 387 19.3.5. Газонаполненные пластмассы .................................... 390 Глава 20. Резины........................................................................................ 391 20.1. Классификация резин............................................................ 394 Глава 21. Керамические материалы ........................................................ 395 21.1. Механические свойства......................................................... 396 21.2. Теплофизические свойства ................................................... 396 21.3. Электрофизические свойства ............................................... 397 21.4. Химические свойства ............................................................ 399 21.5. Стойкость к излучению......................................................... 400
Содержание 9 21.6. Особенности изготовления деталей из керамических материалов.................................................................................................. 401 21.7. Керамические материалы на основе огнеупорных окислов ................................................................................ 407 21.8. Пьезоэлектрическая керамика............................................... 414 Глава 22. Стеклянные материалы............................................................. 419 22.1. Основные свойства стекол..................................................... 419 22.2. Закаленное стекло .................................................................. 420 22.3. Пеностекло.............................................................................. 421 22.4. Ситаллы................................................................................... 421 22.5. Кварцевое стекло.................................................................... 422 Глава 23. Композиционные материалы ................................................... 423 23.1. Основные свойства и классификация композиционных материалов ................................................................... 424 23.2. Композиционные материалы с нуль-мерными наполнителями........................................................................................... 426 23.3. Композиционные материалы с одномерными наполнителями........................................................................................... 428 23.4. Эвтектические композиционные материалы....................... 429 23.5. Композиционные материалы на неметаллической основе 430 Список литературы.................................................................................... 435
Доступ онлайн
300 ₽
В корзину