Рабочий план чтения лекций по дисциплине «Технология конструкционных материалов»

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

 
 
 
РАБОЧИЙ ПЛАН ЧТЕНИЯ ЛЕКЦИЙ  
ПО ДИСЦИПЛИНЕ  
«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ  
МАТЕРИАЛОВ» 
 
 
 
Методические рекомендации для преподавателей 
 
 
 
Под редакцией А.Ф. Вязова, И.Б. Шачневой 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2010 

УДК 669.018.29 
ББК 34.43 
Р12 
Ре це нз е нт В.А. Рыбкин 

 
  
Рабочий план чтения лекций по дисциплине «Технология 
конструкционных материалов» : метод. рекомендации  
/ А.Ф. Вязов, И.Б. Шачнева, Р.Н. Астахова и др. ; под ред.  
А.Ф. Вязова, И.Б. Шачневой. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Бау- 
мана, 2010. — 16, [4] c.  
 
Рабочий план чтения лекций по дисциплине «Технология конструкционных 
материалов» составлен по утвержденной программе на 
основании опыта преподавания этой дисциплины на факультете «Машиностроительные 
технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
Для преподавателей конструкторских и технологических факультетов 
машиностроительных вузов и технических университетов. 

УДК 669.018.29 
ББК 34.43 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 
 

 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 

 
Р12 

Курс лекций содержит введение и пять разделов: 
I. Основы металлургического производства — лекции 1–3. 
II. Технология литейного производства — лекции 4 –7. 
III. Технология обработки металлов давлением — лекции 8–12. 
IV. Технология сварочного производства — лекции 13–16. 
V. Технология обработки заготовок деталей машин — лекции 17–25. 

Лекция 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ  
«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» 

Место дисциплины в общеинженерной технологической под-
готовке студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана и взаимосвязь с други-
ми дисциплинами. Основные разделы дисциплины. 
Основные конструкционные машиностроительные материа-
лы. Их свойства. 
С. 12–14, 487–490*. Конспект с. 15, 16, 22**. 
Выплавка чугуна в доменных печах. Материалы, применяемые 
в доменном производстве, и их подготовка к плавке. Устройство 
доменной печи. Физико-химические процессы при выплавке чу-
гуна в доменной печи. Продукты доменной плавки. Оценка эф-
фективности работы доменной печи. Мероприятия по улучше-
нию ее работы.  
Получение металлизованных окатышей. 
С. 25–32, 45–46*. 
                                                        
* Здесь и далее страницы указаны по учебнику для студентов машино- 
строительных специальностей «Технология конструкционных материалов»  
/ А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, А.Ф. Вязов и др. 6-е изд., перераб. и доп. М.: 
Машиностроение, 2005. 592 с. 
** Здесь и далее страницы после слова «Конспект» указаны по учебному по-
собию: Третьяков А.Ф. Курс лекций по дисциплине «Технология конструкцион-
ных материалов». М.:  Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 276 с. 

Лекция 2. ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ 

Цели, преследуемые при выплавке стали. Исходные материалы 
для производства стали. Физико-химические процессы, протекаю-
щие при плавке. Основные периоды плавки и возможность пониже-
ния содержания серы (S), фосфора (P) и неметаллических включе-
ний в расплаве. Введение легирующих компонентов в расплав. 
Выплавка кипящей, спокойной и полуспокойной стали. Пла-
вильные агрегаты. Особенности выплавки стали в мартеновской 
печи, кислородном конвертере, электродуговой печи и индукци-
онной печи. Оценка эффективности работы плавильных печей. 
Способы разливки стали. Разливка стали в изложницы (сверху 
и сифонная разливка). Строение слитков спокойной, кипящей и 
полуспокойной стали. Дефекты в слитках. Выход годного металла. 
Разливка стали на машинах непрерывного литья заготовок 
(МНЛЗ). Преимущества перед разливкой стали в изложницы. 
С. 32–49*. 

Лекция 3. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛИ ПО КАЧЕСТВУ  

Влияние серы (S) и фосфора (P), а также кислорода (О2), водорода (
Н2) и азота (N2) на качество стали.  
Способы повышения качества стали. Обработка металла синтетическими 
шлаками, продувка инертными газами, вакуумирование 
в ковше, циркуляционное и поточное вакуумирование. Сущность 
и технологические возможности способов. 
Переплавные способы: электрошлаковый переплав, вакуумно-
дуговой переплав, плавка в электронно-лучевых печах, в плазменно-
лучевых печах. Сущность и технологические возможности способов. 
С. 17–19, 49–53*. 

Лекция 4. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО  

Литейное производство как технологический метод получения 
литых заготовок (деталей). Причины широкого применения этого 
метода.  

Литейные сплавы. Классификация литейных сплавов. Литейные (
технологические) свойства сплавов: жидкотекучесть, усадка 
(объемная и линейная), склонность к ликвации, образованию горячих 
и холодных трещин, склонность к газонасыщению. 
С. 148–150, 152–157*. 
Литейная форма. Литейная форма как инструмент для изго-
товления отливок. Требования к литейным формам. 
Классификация способов изготовления отливок по виду литейной 
формы, способу заполнения рабочей полости формы расплавленным 
металлом и состоянию среды изготовления отливок. 
С. 150–152*. Самостоятельная проработка с. 164–202*. 
Физические основы формообразования отливок. Тепловое 
взаимодействие отливки и формы. Процессы, происходящие при 
заполнении литейной формы металлом. Возможные дефекты в отливках (
недолив и спай), возникающие при заливке форм. Технологические 
и конструктивные мероприятия для их устранения. 
Процессы, происходящие при затвердевании отливки: формирование 
литой структуры отливок и возможных дефектов (усадочных и 
газовых раковин, газоусадочной пористости и ликвации). Конструктивные 
и технологические мероприятия для их устранения. 
Формирование пригара на поверхности отливок. Механический 
и химический пригар. Мероприятия для устранения пригара. 
Силовое взаимодействие отливки и формы. Возникновение литейных 
напряжений. Виды напряжений. Возможные дефекты (горячие 
и холодные трещины, коробление отливок). Технологические 
и конструктивные мероприятия для их устранения. 
С. 157–164*. Конспект с. 44–46**. 

Лекции 5 –7. ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК  
ИЗ РАЗЛИЧНЫХ СПЛАВОВ  

Металлургические основы приготовления литейных сплавов. 
Структура объема выпуска отливок из различных сплавов.  
С. 202–204*. 
Изготовление отливок из серого чугуна. Маркировка. Механи-
ческие и эксплуатационные свойства отливок из серых чугунов. 
Форма графитовых включений и структурные составляющие ме-

таллической основы. Влияние толщины стенок и теплопроводно-
сти литейной формы на формирование структуры серого чугуна. 
Литейные свойства. Способы изготовления отливок из серого 
чугуна. Области применения отливок.  
С. 20, 21, 204–207*. 
Изготовление отливок из высокопрочного чугуна. Маркировка. 
Механические и эксплуатационные свойства высокопрочного чу-
гуна. Форма графитовых включений и структурные составляющие 
металлической основы. Влияние химического состава и вредных 
примесей на механические свойства и получение шаровидной 
формы графита. 
Литейные свойства. Особенности плавки и внепечной обработ-
ки (модифицирования) расплава. Схема литейной формы. Особен-
ности литниковой системы. Способы изготовления отливок из вы-
сокопрочного чугуна. Области применения отливок. 
С. 20–21, 207–208*. 
Изготовление отливок из чугуна с вермикулярным графитом. 
Маркировка. Механические и эксплуатационные свойства. Форма 
графитовых включений и структурные составляющие металличе-
ской основы. Литейные свойства. Плавка и внепечная обработка 
(модифицирование). Ограничение вредных примесей (S и P) в рас-
плаве. Литниковая система. Способы изготовления и области при-
менения отливок. 
С. 21–22, 208–209*. 
Изготовление отливок из ковкого чугуна. Сущность изготовления 
отливок из ковкого чугуна. Маркировка. Механические и эксплуата-
ционные свойства. Форма графитовых включений и структурные со-
ставляющие металлической основы. Влияние химического состава и 
вредных примесей на формирование структуры белого чугуна при 
затвердевании отливок в форме. Литейные свойства белого чугуна. 
Плавка металла и подготовка его к заливке. Схема литейной формы. 
Особенности литниковой системы. 
Отжиг отливок из белого чугуна для получения ферритной и 
перлитной структур. 
Способы изготовления отливок и области их применения. 
С. 21, 22, 209–211*. 
Изготовление отливок из стали. Маркировка литейных сталей. 
Механические и эксплуатационные свойства. Литейные свойства. 

Плавка стали. Требования к литейной форме. Схема литейной формы. 
Особенности литниковой системы. Требования к конструкции 
отливок. Способы изготовления отливок и области их применения. 
С. 211–213*. 
Изготовление отливок из алюминиевых сплавов. Маркировка 
алюминиевых литейных сплавов. Физические и химические свойства 
алюминия в расплавленном состоянии. Механические и эксплуатационные 
свойства отливок. Литейные свойства. Особенности 
плавки и подготовки расплава к заливке форм (рафинирование 
и модифицирование). Особенности литниковой системы для силуминов 
и сложнолегированных алюминиевых сплавов. Способы 
изготовления отливок и область их применения. 
С. 213–215, 580, 581*. 
Изготовление отливок из магниевых сплавов. Маркировка магниевых 
сплавов. Физические и химические свойства магния в расплавленном 
состоянии. Механические и эксплуатационные свойства 
отливок. Литейные свойства. Особенности плавки и 
подготовки расплава к заливке (рафинирование универсальным 
флюсом, модифицирование перегревом или введением углеродсо-
держащих веществ). Мероприятия по предотвращению самовозго-
рания при заливке. Особенности конструкции литниковых систем. 
Способы изготовления отливок и область их применения. 
С. 215–217, 581*. 
Изготовление отливок из медных сплавов. Маркировка литей-
ных бронз и латуней. Физические и химические свойства меди и ее 
сплавов. Механические и эксплуатационные свойства бронз и ла-
туней. Литейные свойства. Особенности плавки медных сплавов. 
Требования к литейной форме. Особенности литниковых систем. 
Способы изготовления отливок и область их применения.  
С. 217–218, 582*. 
Изготовление отливок из титановых сплавов. Маркировка ти-
тановых сплавов. Физические свойства титана и его сплавов. Ме-
ханические, литейные и эксплуатационные свойства титановых 
сплавов.  
Требования к литейным формам. Особенности плавки и залив-
ки форм металлом. Способы изготовления отливок и область их 
применения. 
С. 218–219, 582*. 

Технологичность конструкций литых деталей. Определение 
технологичности литой детали. Факторы технологичности: техно-
логичность применяемого сплава, технологичность способа литья, 
технологичность механической обработки. Оценка технологично-
сти конструкции литой детали с помощью коэффициентов исполь-
зования металла (КИМ), необработанной поверхности (КНП), га-
баритности и др. 
Общие требования к технологичности конструкции литых де-
талей (простые контуры, оптимальные толщины стенок, плавные 
переходы и сопряжения, конструктивные уклоны на необрабаты-
ваемых поверхностях, достаточное число окон и отверстий для 
удобства крепления стержней в форме и т. д.). 
С. 222–224*. 

Лекция 8. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ  
ДАВЛЕНИЕМ 

Сущность технологического процесса изготовления заготовок 
и деталей при обработке давлением. Общая характеристика обра-
ботки давлением. 
Физические основы формоизменения при обработке давлением. 
Процесс пластического деформирования в объеме моно- и поликри-
сталла. Влияние обработки давлением на структуру и свойства ме-
талла. Строение деформированного металла (уплотнение металла, 
измельчение кристаллов, волокнистость и строчечность структуры 
и т. д.). Влияние условий деформирования (температуры, скорости 
деформирования, схемы нагружения и сил трения) на технологическую 
пластичность и сопротивление деформированию. 
Нагрев заготовок перед обработкой давлением и сопутствующие 
ему явления (возврат, рекристаллизация, перегрев, пережог, 
термические напряжения, окалинообразование, обезуглероживание 
поверхностного слоя). Возможные дефекты при нагреве заготовок 
и мероприятия для их предупреждения. 
Понятия о горячей, холодной и неполной горячей обработке 
давлением. 
С. 59–66*. Конспект с. 57–62**. 

Лекции 9, 10. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ 
ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ 

Способы получения поковок для изготовления машиностроительных 
деталей: ковка, горячая объемная штамповка, холодная 
штамповка, листовая штамповка. 
Ковка. Сущность способа. Заготовки для ковки. Предварительная 
подготовка заготовок перед ковкой. Основные формоизме-
няющиеся, разделительные и монтажные операции при ковке. 
Применяемое оборудование и подкладной инструмент. Основные 
этапы технологического процесса при ковке. Пример изготовления 
изделия при ковке. Технологические требования к деталям, получаемых 
ковкой. Технологические возможности ковки.  
С. 66–68, 78–86*. 
Горячая объемная штамповка. Сущность способа. Основные 
виды горячей объемной штамповки. Применяемое оборудование и 
инструмент. Заготовки для горячей объемной штамповки и их 
предварительная подготовка. Пример формоизменения исходной 
заготовки при штамповке в многоручьевом штампе. Отделочные 
операции после горячей объемной штамповки (обрезка заусенца и 
пробивка пленки, правка поковок, очистка поковок от окалины, 
калибровка поковок). Технологические требования к деталям, по-
лучаемым горячей объемной штамповкой. Технологические воз-
можности видов горячей объемной штамповки.  
С. 86–96*. 
Ротационные способы изготовления поковок. Штамповка на ко-
вочных вальцах, ротационно-ковочных машинах, станах поперечно-
клиновой прокатки и раскатки, горячей накатки зубьев зубчатых 
колес. Сущность и технологические возможности способов. 
С. 96–102*. 

Лекция 11. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ  
ДЕТАЛЕЙ — ОБОЛОЧЕК ИЗ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК 

Характерные особенности этих деталей. Основные раздели-
тельные и формоизменяющие операции листовой штамповки. Ус-
ловия качественного проведения этих операций. Инструмент и 

оборудование для листовой штамповки. Технологические возмож-
ности. Особенности листовой штамповки при изготовлении не-
больших серий деталей (штамповка с применением эластичной 
среды), импульсные способы штамповки (штамповка взрывом, 
штамповка магнитным полем). Технологические возможности. 
С. 129–143*. 

Лекция 12. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ 
ПРОФИЛЕЙ ПРОКАТКОЙ, ПРЕССОВАНИЕМ,  
ВОЛОЧЕНИЕМ 

Прокатка. Сущность способа. Схемы прокатки. Условие, не-
обходимое для проведения процесса прокатки. Устройство про-
катного стана. Валки прокатного стана — основной инструмент. 
Типы валков. Классификация прокатных станов по количеству ра-
бочих клетей и количеству валков в рабочей клети. Заготовитель-
ные и сортовые прокатные станы. 
Получение полупродукта. Блюмы, слябы, заготовки и сутунки. 
Исходные заготовки для прокатки. Подготовка их к прокатке. 
Применяемое оборудование. Последовательность прокатки. Клас-
сификация конечной продукции прокатного производства.  
Получение сортового проката. Понятие о сортаменте. Изго-
товление сортового проката (крупногабаритного, средне- и мелко-
сортного), периодического проката, листового проката (толстолистового 
и тонколистового), бесшовных и сварных труб.  
Специальные способы прокатки. Прокатка шаров, прокатка бандажей 
железнодорожных колес и т. д. Применяемое оборудование и 
последовательность прокатки. Технологические возможности. 
С. 69–75*. 
Производство гнутых профилей. Сущность способа. Исходные 
заготовки и применяемое оборудование. Технологические возможности. 

С. 77–78*. 
Производство профилей прямым и обратным прессованием. 
Сущность способов. Подготовка исходных заготовок к прессованию. 
Применяемое оборудование. Технологические возможности.  
С. 75–76*.