Материаловедение и технологии материалов

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 
И ТЕХНОЛОГИи МАТЕРИАЛОВ
Учебное пособие

УДК 620.22
ББК 30.3
       М34
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/46/book1447.html
Факультет «Машиностроительные технологии»
Кафедра «Материаловедение»
Рекомендовано Редакционно-издательским советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия
Рецензент
канд. хим. наук П.В. Слитиков
Авторы: 
К.О. Базалеева, С.А. Пахомова, А.Е. Смирнов,
М.В. Унчикова, О.М. Ховова, С.Ю. Шевченко
М34
Материаловедение и технологии материалов : учебное посо- 
бие / К. О. Базалеева [и др.]. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2016. — 41, [3] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-4442-7
В учебном пособии представлена история развития материаловедения как 
науки, а также рассмотрены структура и свойства металлов и сплавов, их изменения под действием термической обработки и пластической деформации. 
Даны примеры инженерного применения сталей, композиционных и неметаллических материалов в авиации, ракетостроении, специальном машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Показано, что 
именно успехи материаловедения обеспечили революционные достижения 
 
в этих отраслях, а перспективные материалы и технологии их обработки открыли простор для полета инженерной мысли при создании принципиально 
новой техники.
Для бакалавров машиностроительных специальностей, изучающих дисциплину «Материаловедение», и учащихся школы-лаборатории «Новейшие 
технологии, новейшие материалы», изучающих дисциплину «Материаловедение 
и технология конструкционных материалов».
УДК 620.22
ББК 30.3
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
© Оформление. Издательство 
	
    МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2016
ISBN 978-5-7038-4442-7

Предисловие
Особенность предлагаемого учебного пособия, написанного преподавателями кафедры «Материаловедение» МГТУ им. Н.Э. Баумана, 
в том, что сложные явления в веществах объяснены с помощью простых физических понятий.
В первой главе раскрывается история кафедры «Материаловедение» МГТУ им. Н.Э. Баумана с момента ее основания в 1929 г. Дан 
подробный анализ роли руководителей кафедры, коллектива преподавателей, аспирантов, студентов в решении теоретических и прикладных проблем материаловедения. 
Во второй главе на ряде примеров убедительно доказывается непосредственная связь между появлением принципиально новых конструктивных решений при разработке технических изделий и достижениями в области теоретического и прикладного материаловедения.
В третьей главе описаны металлографические исследования металлов, сплавов и композиционных материалов. 
В четвертой главе рассмотрены закономерности изменения структуры и свойств металлов при пластической деформации и последующем нагреве. Знание этих закономерностей важно при создании 
технологий обработки во всех отраслях промышленности, в том 
числе в авиации и исследовании космоса.
Пятая глава посвящена упрочняющей термической обработке 
сталей. 
Учебное пособие написано в соответствии с учебными программами высшего профессионального образования по дисциплине 
 
«Материаловедение», однако может быть использовано и учащимися 
средних образовательных учреждений при изучении общеобразовательных дисциплин. 
Базовыми для данного курса являются знания, приобретенные 
 
в школе и вузе по таким дисциплинам, как физика, математика, химия, информатика.
	
3

Цель пособия — обеспечить непрерывность профессионального и 
исследовательского обучения школьников в школе-лаборатории «Новейшие технологии, новейшие материалы» и в вузе, формирование 
интеллектуальных, личностных и профессиональных компетенций, 
позволяющих осознанно подойти к выбору специальности.
Задача курса — ознакомление с возможностями современного 
исследовательского и испытательного оборудования и технологиями 
термической обработки в машиностроении.
После изучения дисциплины обучающийся будет знать свойства 
материалов, их зависимость от состава и строения, закономерности 
формирования структуры и свойств материалов; будет уметь исследовать микроструктуру материалов и использовать пластическую 
деформацию и термическую обработку для увеличения прочности 
стали; будет иметь навыки самостоятельной работы с учебной и справочной литературой и выполнения сравнительной оценки свойств 
материалов и упрочняющих технологий.

Введение
Для создания новых технологий требуются глубокие знания 
 
физико-химических основ материаловедения — науки о связи между 
структурой и свойствами материалов.
Кафедра «Материаловедение» — одна из старейших в МГТУ 
 
им. Н.Э. Баумана. Ее история началась с создания профессором А.М. Бочваром в 1909 г. лаборатории металлографии и открытия специальности «Сплавы» на химическом факультете Императорского московского технического училища (ИМТУ). В 1929 г. была создана кафедра 
«Металловедение», первая кафедра по металловедению в мировой 
практике, руководство которой было поручено выдающемуся ученому профессору И.И. Сидорину.
Главные творческие достижения кафедры исторически связаны 
 
с областью авиастроения. Среди них — разработка высокопрочных 
алюминиевых сплавов для первых цельнометаллических самолетов, 
создание научных основ и высокоэффективных технологий химикотермической обработки сталей и сплавов. Эти стали и сплавы были 
использованы для повышения жаростойкости лопаток турбин авиационных двигателей, повышения износостойкости деталей зубчатых 
передач и решения других сложных задач. 
В 1920-е годы был начат серийный выпуск цельнометаллического 
самолета АНТ-4, на котором в 1929 г. экипаж летчика С.А. Шестакова под руководством инженера В.М. Петлякова совершил первый 
перелет на Американский континент.
Появление новых материалов и новых технологий их обработки 
позволило многократно увеличить вместимость пассажирских авиалайнеров, значительно повысить ресурс работы авиадвигателей, надежность и долговечность эксплуатации топливных насосов, оснастить 
космические станции крупногабаритными конструкциями, такими 
как антенны, отражатели телескопов, панели солнечных батарей, 
решить другие задачи.
	
5