-*новый или неперечисленный*-

Шпаргалки по материаловедению


ВОПРОС 1. Цели и задачи дисциплины. Схема маш. Процесса.
  Цель дисциплины – методы изучения св-в мат-ов, сравнение мат., выбор для
различных конструкций.
Выбор мат – пр-во мат – пр-во загот – пр. дет. – сборка узлов – сборка
машин-конт.
Сущ. 3 критерия выбора мат-ов. Этим занимается конструкторское бюро.
  Сущ. 3 метода заготовки.
1) Литьё; 2) Обработка давлением; 3) Сварочное пр-во.
   Виды пр-ва деталей:
1) Электроиозионные; 2) Лучевая; 3) Ультразвуковая; 4) Аозерная; 5)
Электрохимические.
  Тех. Св-ва показ. Отношение мат-ов к различным технол. Про-ва.
1) Литейные св.; 2) Ковкость; 3) Свариваемость; 4) Обр. резанием; 5) др.
виды обработки.

ВОПРОС 2. Основные км, применяемые в машиностроении. Перспективы развития
их пр.
Км – это мат применяемые в машиностроении, для пр-ва деталей машин. Они
делятся на металлические и не металлические.
1) сталь – основной км. Мех св-ва – прочность, хор обраб, пластичность,
недорогая, около 800 млн в год в России.
2) чугун – 350-400 млн. в России
3) Алюминий – в виде сплавов. Россия 1 место по пр-ву.
4) Медь – коррозийная стойкость.
5) титановые сплавы – жаростойкие.
Речь идёт о: совершенстве технологий, повышение качества металлов, более
полное использование мет.

ВОПРОС 3. Физические и химические св-ва км.
Физические св-ва: Показыв отношение мат-ов к различным природным явлениям.
Плотность, электропроводность, теплопроводность, термоэлектронная эмиссия.
Химические св-ва: Показ отношение мат-ов к различным хим процессам –
коррозии, друг к другу, к сферам.

ВОПРОС 4. Механические и технологич св-ва км.
Механические св-ва: показ отношение мат-ов к различным мех воздействиям. По
ним рассчитыв конструкции:
1) Прочность; 2) предел текучести; 3) предел пропорциональности; 4) ударная
вязкость.
Технологические св-ва: показ отношение мет-ов к различным технологиям
обработки.
1) Литейные св-ва – как мат-л относится к литью
2) Ковкость 0 отнош-е м-ов к диф-ям под давлением
3) Свариваемость
4) Обработка резанием
5) отношение к физико-хим методам обработки

ВОПРОС 5. Критерии выбора км.
1) Эксплуатационный – учит. В каких усл-ях будет работать данная машина.
Оценивают физ св-ва, хим св-ва, мех св-ва.
2) Технологический – технологичность, как они будут обрабатываться;
3) Экономический – медные сплавы в 8 раз дороже стали, Ni – 25 раз, титан –
80 раз, родий – 45000 раз.

ВОПРОС 6. Кр. строение мет и сплав.
Все металлы кр тела, состоящие из кр-ов. В каждом отд кр атомы имеют
строгое положение и обр пространственную решётку
Для мет. хар 3 вида решёток:
1) Объёмно-центрированно кубическая (Fe, W, молибден).
2) Гране-центрированно кубическая (Al, Pb, Ni, Au, Ag, Pl).
3) Гексогонально плотноупакованная (кобальт, кадмий).
 Св-ва металлов зависят от типа решёток.
Параметры решёток:
1) Период решётки – расстояние между атомами в узлах.
2) Координационное число – кол-во атомов, нах на наим расст от взятого
тела.
3) Базис – кол-во атомов приходящ на 1я.
 Чем больше 2 и 3 тем больше атомов нах в ячейке и это плотноупак реш.
 Металлы с ОЦК и ГЦК более Тв.

ВОПРОС 7. Реальное строение металлов. Основные деф стр и их влияние на св-
ва.
Все дефекты делятся на 3 гр.
1) Точечные; 2) Линейные; 3) Плоскостные.



ВОПРОС 8. Способы исслед строения и св-в км.
1) Макроанализ – пр-я на изломах и на макротрещинах; 2) микроанализ –
анализ м-ов с пом-ю микроскопов. Имеется шкала сколько мы видим включений и
какая бальность, чем больше вкл, тем больше баллов;
3) Электронная микроскопия – исследование тонкой стружки с помощью Эл
микроскопа;
4) Рентгеноскопия – лучи попадают на металл, отр-я на пл-ть и улавливаются
приборами..
 Исследование св-в:
1) Испытание на растяжение и сжатие;
2) Определение Тв.
3) Определение вязкости.

ВОПРОС 11. Железо-углеродистые сплавы (стали и чугуны). Компоненты,
структурные составляющие.
Fe-Fe3C
Эти сплавы наз-я «чёрными металлами» и представляют собой стали и чугуны.
Сталь – сплав железа с углеродом 0-2,14%. Исходные компоненты Fe-Fe3C.
  1) Железо – металл, при комнатной т имеет решётку ОЦК, плотность 7,8гр.
Тпл=1539, имеет полиморфные превращения.
 2) Углерод – не металл, плотность 3,5гр, Тпл=3500, в природе в виде:
графит, уголь, алмаз.
 Может обр сл виды сплавов:
 1) Тв раствор;
 2) Хим соединения;
 3) Может быть в виде отд фаз;
 4) Входит в состав мех смесей.
СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ:
1) Феррит – Тв раствор внедрения углерода в железе альфа. Макс раствор
0,02%- при 727гр. Очень мягкий НВ=80.
2) Аустенит – ТВ. Раствор внедрения углерода в железе гамма, с огр раствор
2,14 при 1147гр., 0,8 при 727гр, НВ=160-180.
3) Цементит – хим. Соединение железа и углерода, НВ=800. может быть
первичный, вторичный, третичный
4) Ледебурит – мех смесь мелкодисперсная 500НВ.
5) Перлит – мех смесь феррита и цементита втор, углерода 08, при 727гр,
перлит эвтектоид, НВ=200.

ВОПРОС 13. Классификация сталей по структуре и назначению.
По структуре:
1) доэвтектоидные (углерод 0-0,8) в этой структуре наход. Феррит и перлит.
Чем < С, тем >перлита, сталь прочнее.
2) эвтектоидные (С=0,8). У них в структуре один перлит, стали прочные.
3) заявтектоидные (С 0,8-2,14). У них в структуре нах П и Ц втор, стали
очень твёрдые, менее вязки и пластичны.
По назначению:
1) строительные (С 0,8-2,14) эти стали достаточно прочные, хорошо
прокатываются, свариваются.
2) Машиностроительные (С 0,3-0,8). У них больше перлита, поэтому они более
ТВ, чем строительные, хотя сокр вязкость и пластичность.
3) Инструментальные (С от 0,7-1,3). Это высокоуглер стали, очень ТВ., не
пластичные.
4) Литейные стали – сплавы идут на стальные отливки. С=0,035.
малоуглеродистые стали.

ВОПРОС 14. Классификация сталей по способу про-ва и качеству.
По способу пр-ва:
1) Кислый способ;
2) Основной способ – нераскислённая сталь кп, спокойная СП, если после
марки нет букв, то это спокойная сталь, если не полностью раскислённая, то
пс.
По качеству:
В  зависимости  от  содержания  вредных  примесей:  серы   и   фосфора-стали
подразделяют на:
Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до  0,07%  фосфора.
Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:
1. сталь  группы  А  поставляется  потребителям  по  механическим  свойствам
   (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
2. сталь группы Б - по химическому составу;
3.  сталь  группы  В  -  с  гарантированными  механическими   свойствами   и
   химическим составом.

1. Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
2.Высококачественные - до 0.025% серы и фосфора.
3. Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.

ВОПРОС 15. Классификация чугунов по структуре и виду нахождения углерода.
Чугунами  называют  сплавы  железа  с  углеродом,  содержащие  более   2,14%
углерода. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем  количестве.
В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают:
Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии  в  виде
карбида, и чугун, в котором углерод в  значительной  степени  или  полностью
находится в свободном состоянии в виде графита, что  определяет  прочностные
свойства сплава, чугуны подразделяют на:
1) серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;
2) высокопрочные - шаровидный графит;
3) ковкие - хлопьевидный графит. Чугуны  маркируют  двумя  буквами  и  двумя
цифрами,
соответствующими  минимальному  значению  временного  сопротивления  ?в  при
растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают  буквами  "СЧ"  (ГОСТ  1412-85),
высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).
СЧ10 - серый чугун с пределомпрочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;
КЧ35 - ковкий чугун с ?в растяжением примерно 350 МПа.
Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки  из  антифрикционного
чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2  и  др.,  что  расшифровывается  следующим
образом: АЧ - антифрикционный чугун:
С - серый, В - высокопрочный, К -  ковкий.  А  цифры  обозначают  порядковый
номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.

ВОПРОС 16. Легированные стали. Легирующие элементы. Маркировка л/с.
Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном
машиностроении, в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном
машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и
других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных
металлоконструкций.
Стали, в которых суммарное количество содержание легирующих элементов не
превышает 2.5%, относятся к низколегированным, содержащие 2.5-10% - к
легированным, и более 10% к высоколегированным (содержание железа более
45%).
Наиболее широкое применение в строительстве получили низколегированные
стали, а в машиностроении - легированные стали.
Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами. Двухзначные
цифры, приводимые в начале марки, указывают среднее содержание углерода в
сотых долях процента, буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент.
Пример, сталь 12Х2Н4А содержит 0.12% С, 2% Cr, 4% Ni и относится к
высококачественным, на что указывает в конце марки буква ІАІ.

Строительные низколегированные стали

Низко легированными называют стали, содержащие не более 0.22% С и
сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов: до
1.8% Mn, до 1,2% Si, до 0,8% Cr и другие.
К этим сталям относятся стали 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД,
10ХНДП и многие другие. Стали в виде листов, сортового фасонного проката
применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в
основном без дополнительной термической обработки. Низколегированные
низкоуглеродистые стали хорошо свариваются.
Для изготовления труб большого диаметра применяют сталь 17ГС (s0.2=360МПа,
sв=520МПа).
Для изготовления деталей, упрочняемых цементацией, применяют
низкоуглеродистые (0.15-0.25% С) стали. Содержание легирующих элементов в
сталях не должно быть слишком высоким, но должно обеспечить требуемую
прокаливаемость поверхностного слоя и сердцевины.
Хромистые стали 15Х, 20Х предназначены для изготовления небольших изделий
простой формы, цементируемых на глубину 1.0-1.5мм. Хромистые стали по
сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами
при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в
цементируемом слое.

ВОПРОС 17. Виды и краткая хар-ка ТО сталей.
  Отжиг сталей. Существует несколько разновидностей отжига, из них для
конструкционных сталей наибольшее применение   находит
перекристаллизационный отжиг, а для инструментальных  сталей -
сфероидизирующий отжиг.
  Характерный  структурный  дефект стальных отливок - крупнозернистость.
При ускоренном охлаждении крупнозернистого аустенита создаются условия для
образования видманштеттовой структуры. При ее образовании выполняется
принцип размерного и структурного соответствия, в результате чего кристаллы
доэвтектоидного феррита ориентированно прорастают относительно
кристаллической решетки аустенита и имеют форму пластин.
  Нормализация сталей. Нормализации, так же как и перекристаллизационному
отжигу, чаще всего подвергают конструкционные стали после горячей
обработки давлением и фасонного литья. Нормализация отличается от отжига в
основном условиями охлаждения; после нагрева до температуры на 50-70 °С
выше температуры Ас3 сталь охлаждают на спокойном воздухе.
  Нормализация - более   экономичная термическая операция, чем отжиг, так
как меньше времени затрачивается на охлаждение стали. Кроме того,
нормализация, обеспечивая полную перекристаллизацию структуры, приводит к
получению более высокой прочности стали, так как при ускорении охлаждения
распад аустенита происходит при более низких температурах.
  После нормализации углеродистых и низколегированных сталей, так же как и
после отжига, образуется ферритно-перлитная структура, однако имеются и
существенные структурные отличия. При ускоренном охлаждении, характерном
для  нормализации,  доэвтектоидный феррит при прохождении температурного
интервала Аr3 – Аr1  выделяется на границах зерен аустенита; поэтому
кристаллы феррита образуют сплошные или разорванные оболочки вокруг зерен
аустенита — ферритную сетку.
  Закалка сталей. В большинстве случаев при закалке желательно получить
структуру наивысшей твердости, т. е. мартенсит, при последующем отпуске
которого можно понизить твердость и повысить пластичность стали. При равной
твердости структуры, полученные
  В зависимости от температуры нагрева закалку называют полной и неполной.
При полной закалке сталь переводят в однофазное аустенитное состояние, т.
е. нагревают выше критических температур.
 Доэвтектоидные стали, как правило, подвергают полной закалке, при этом
оптимальной  температурой  нагрева является температура Ас3 + (30— 50 С).
Такая температура обеспечивает получение при нагреве мелкозернистого
аустенита и, соответственно, после охлаждения - мелкокристаллического
мартенсита. Недогрев до температуры Ас3, приводит к сохранению в структуре
кристаллов доэвтектоидного феррита, что при некотором уменьшении прочности
обеспечивает повышенную пластичность закаленной стали. /Заэвтектоидные
стали подвергают неполной закалке. Оптимальная температура нагрева
углеродистых и низколегированных сталей- температура  Ас1 + (30-50°С).
После закалки заэвтсктоидная сталь приобретает структуру, состоящую из
мартенсита и цементита
  Отпуск закаленных сталей. Нагрев закаленных сталей до температур, не
превышающих А1, называют отпуском.
 В результате закалки чаще всего получают структуру мартенсита с некоторым
количеством остаточного аустенита, иногда-структуру сорбита, тростита или
бейнита. Рассмотрим изменения структуры мартенситно-аустенитной стали при
отпуске.
При отпуске происходит несколько процессов. Основной — распад мартенсита,
состоящий в выделении углерода в виде карбидов. Кроме того, распадается
остаточный аустенит, совершаются карбидное превращение и коагуляция
карбидов, уменьшаются несовершенства кристаллического строения [pic]-
твердого раствора и остаточные напряжения.
Фазовые превращения при отпуске принято разделять на три превращения в
зависимости от изменения удельного объема стали. Распад мартенсита и
карбидное превращение вызывают уменьшение объема, а распад аустенита — его
увеличение.

ВОПРОС 18. Химико-термическая обработка сталей.
Это обработка, связанная с нагревом и одновременно насыщением пов-ти др
элементами, т.е. нагрев идёт в специальных средах и элемент этих сред
вкрапываются в металл. Т.е. в основе ХТО лежит диффузионные процессы.
Диффузия идёт тем полнее, чем выше темп на пов-ти сред, чем больше
концентрация диф-го элемента, чем больше длительность пр-са, чем больше
давление. Обычно длительность пр-ва достигает нескольких часов Т=600-1000.
глубина слоя нанос-го э-та 0,1мм. Диф Эл-та могут обр-ть твёрдые р-ры,
корбиды, нитриды, бориды.
1) Цементация – насыщение углеродом. Чем>С, тем твердее и прочнее сталь.
Цем-я позволяет осущить в дальнейшем пов-ую закалку, производиться при 920-
950гр. Газовая цементация в среде, сод-й окиси углерода в прир газе.
Глубина цем-го слоя 1,2мм. Выдерживается 10-12ч.
2) Азотирование – насыщение азотом. Азот, диф-я в сталь, даёт нитриды
железа, а они износостойкие, твёрдые, корозийностойкие. В среде
азотсодержащей слой 0,3-0,5мм.
3) Нитроцементация – насыщение углеродом и азотом, при 840-860гр.
4) Оксидирование – насыщение кислородом. Обр-я мелкодисперсные оксиды 600гр
толщина до 1мм. Повышается коррозийная стойкость, износостойкость.
5) Барирование – насыщение бором. Даёт бариды – это очень ТВ. И
износостойкие в-ва, поэтому барируются металлические коеструкции.
6) Алитирование – насыщение алюминием, 800гр. Идёт нас-е ал, повыш
жаростойкость, ковкость, корозостойкость.

ВОПРОС 19. Способы защиты металлов и сплавов от коррозии.
1) Покрытие поверхности лаком, краской, эмалью. Изолирование металла от
внешней среды.
2) создание сплавов с антикоррозийными св-ми. Введением в состав стали до
12% хрома – нержавейка.
3) Протекторная защита и электрозащита. Сущность такой защиты в том, что
конструкцию соединяют с протектором – более активным металлом, чем
исходный.
4) Изменение состава среды – замедление коррозии вводят в электролит.

ВОПРОС 20. Медные и алюминиевые сплавы, их хар-ка, маркировка, области
применения.
                              Медь и её сплавы.
     Технически чистая медь обладает высокими пластичностью  и  коррозийной
стойкостью,    малым     удельным     электросопротивлением    и     высокой
теплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78):
      После обозначения  марки  указывают  способ  изготовления  меди:  к  -
катодная,  б  –  бес  кислородная,   р   -   раскисленная.   Медь   огневого
рафинирования не обозначается.
      МООк - технически чистая катодная медь,  содержащая  не  менее  99,99%
меди и серебра.
      МЗ - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не  менее
99,5%меди и серебра.
      Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни. Бронзы- это сплавы меди  с
оловом (4 - 33% Sn хотя бывают без оловянные бронзы), свинцом (до  30%  Pb),
алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором.

                            Алюминий и его сплавы.
Алюминий    -    легкий    металл,    обладающий    высокими    тепло-     и
электропроводностью, стойкий к коррозии. В зависимости  от  степени  частоты
первичный алюминий согласно ГОСТ  11069-74  бывает  особой  (А999),  высокой
(А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.).  Алюминий  маркируют
буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0%  Al;  буква  "Е"
обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.
А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% Al;
А5 - алюминий технической чистоты  в  котором  99,5%  алюминия.  Алюминиевые
сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Те  и  другие  могут  быть  не
упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.
Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо  обрабатываются  прокаткой,  ковкой,
штамповкой. Их марки приведены в ГОСТ4784-74.  К  деформируемым  алюминиевым
сплавам не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и AL-
Mg:Aмц; АмцС; Амг1; АМг4,5; Амг6. Аббревиатура  включает  в  себя  начальные
буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие  содержание
легирующего элемента  в  процентах.  К  деформируемым  алюминиевым  сплавам,
упрочняемым термической обработкой,  относятся  сплавы  системы  Al-Cu-Mg  с
добавками  некоторых  элементов  (дуралюны,  ковочные   сплавы),   а   также
высокопрочные  и  жаропрочные  сплавы   сложного   хим.состава.   Дуралюмины
маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например: Д1,  Д12,  Д18,  АК4,
АК8.





смотреть на рефераты похожие на "Шпаргалки по материаловедению "