Материаловедение для специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» (стр. 3 )

Стали для режущего инструмента. Понятие о теплостойкости (красноломкости). Стали пониженной и повышенной прокаливаемости. Термическая обработка, структура и свойства сталей. Быстрорежущие стали. Основные марки. Назначение легирующих компонентов и фазовый состав стали. Фазовые превращения в быстрорежущих сталях при нагреве и охлаждении. Термическая обработка режущего инструмента. Структура и свойства сталей в готовом инструменте.

Твердые сплавы. Особенности производства, состав, обозначение, области применения.

Стали для измерительного инструмента. Основные требования, предъявляемые к ним. Марки, термическая обработка.

Химико-термическая обработка инструментов. Покрытия на режущих и штамповых инструментах.

Лекция 13.

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Цветные металлы и сплавы: алюминий и его сплавы

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Сплавы с заданным коэффициентом модуля упругости. Сплавы с «эффектом памяти формы».

Свойства алюминия. Взаимодействие алюминия, легирующих компонентов и примесей. Строение и свойства алюминиевых сплавов в литом и деформированном состояниях. Общая характеристика видов термической обработки сплавов алюминия. Гомогенизация и отжиг алюминиевых сплавов. Закалка и старение сплавов алюминия.

Деформируемые сплавы алюминия, упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой. Литейные сплавы алюминия. Марки алюминиевых сплавов.

Лекция 14.

Цветные металлы и сплавы: магний и его сплавы, медь и ее сплавы

Магний и его сплавы.

Свойства магния. Взаимодействие магния и легирующих компонентов, их влияние на свойства. Термическая обработка сплавов магния. Литейные и деформируемые сплавы, области применения, марки.

Медь и ее сплавы.

Свойства и применение меди. Латуни, их свойства, маркировка, применение.

Бронзы. Деформируемые и литейные бронзы. Бронзы оловянистые, алюминиевые, кремнистые, марганцовистые, свинцовистые и бериллиевые. Состав и свойства бронз, их марки и область применения.

Антифрикционные сплавы на оловянистой, свинцовистой, цинковой и алюминиевой основе. Многослойные подшипники.

Лекция 15.

Неметаллические материал.

Общие сведения о неметаллических материалах.

Основные группы неметаллических материалов. Органические и неорганические материалы. Виды химической связи в неметаллических материалах. Особенности свойств. Области применения неметаллических материалов в технике в качестве конструкционных, фрикционных, антифрикционных, теплозащитных, теплозвукоизоляционных, электротехнических материалов и т. п.

Полимерные материалы.

Классификация полимерных материалов. Термопластичные полимеры, их физическое состояние в зависимости от температуры. Общая характеристика, разновидности и свойства, области применения. Влияние внешних факторов (температура, среда и т. д.) на характеристики термопластичных полимеров.

Термореактивные полимеры, их характеристики.

Старение полимеров.

Пластмассы, их составы и свойства. Наполнители, ингибиторы, активизаторы в пластмассах, их влияние на свойства пластмасс. Пластмассы с порошковыми, волокнистыми и листовыми наполнителями. Поропласты и пенопласты.

Резина.

Виды резиновых материалов. Процессы вулканизации резиновых материалов. Старение резины. Строение, свойства и области применения.

Стекла.

Неорганические стекла, их виды и термическая обработка, области применения. Органические стекла, их преимущества и недостатки. Области использования. Ситаллы.

Полиморфные модификации углерода.

Графит и графитообразный нитрид бора. Строение, свойства, области применения.

Древесина. Свойства и области применения.

Полупроводниковые материалы.

Общие сведения о полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Доноры и акцепторы. Основные электрофизические характеристики полупроводниковых материалов. Фотопроводимость полупроводников. Элементарные полупроводники и полупроводниковые химические соединения. Германий и кремний, их свойства и применение. Полупроводниковые структуры. Понятие о планарной технологии формирования полупроводниковых структур интегральных схем.

Лекция 16.

Порошковые и композиционные материалы. Порошковые материалы

Получение порошковых материалов, их преимущества и недостатки. Конструкционные, инструментальные порошковые материалы, материалы со специальными свойствами. Области применения порошковых материалов.

Композиционные материалы.

Принципы получения композиционных материалов. Требования к матрицам и упрочнителям. Типы упрочнителей.: дисперсные частицы, волокна, листовые упрочнители. Взаимодействие между матрицей и упрочнителями в композиционных материалах.

Композиционные материалы с металличскими и полимерными матрицами. Их преимущества и недостатки. Области применения. Основные виды вомпозиционных материалов: стеклопластики, углепластики, боропластики, кевларопластики и др.

Основы рационального выбора материалов и методов упрочнения для деталей машин и инструментов.

Лекция 17.

Поведение материалов в эксплуатации

Эксплуатационные, технологические и экономические требования к материалу. Виды повреждения деталей транспортных средств в зависимости от условий их эксплуатации. Конструктивная прочность. Характеристики надежности. Пути повышения надежности. Влияние химического состава, структуры материалов и методов упрочнения на безотказность и долговечность изделий.

Сравнительный анализ экономической эффективности применения различных материалов и методов их упрочнения. Выбор материалов и методов упрочнения изделий в зависимости от основных видов отказов при эксплуатации и значений допускаемых расчетных напряжений. Перспективные пути повышения конструкционной прочности

6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторная работа №1 Макроскопический анализ металлов

Лабораторная работа №2 Микроструктурный анализ металлов и сплавов

Лабораторная работа №3 Определение температур кристаллизации металлов и сплавов и построение диаграммы состояния термическим методом

Лабораторная работа №4 Исследование влияния содержания углерода на твердость и ударную вязкость стали

Лабораторная работа №5 Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на структуру и свойства металлов

Лабораторная работа №6 Термическая обработка углеродистых сталей

Лабораторная работа №7 Пластмассы. Определение теплостойкости пластмасс

Содержание лабораторных работ и порядок их выполнения приведены в методических указаниях:

Чихранов : лабораторный практикум. – Димитровград: Технологический институт – филиал ФГОУ ВПО УГСХА, 2007. – 135 с.

7. вопросы к зачету

1.  Характерные свойства металлов. Понятия: компонент, фаза, структурная составляющая. Микро - и макроанализ.

2.  Атомно-кристаллическая структура металлов. Понятие о кристаллической решетке. Типы кристаллических решеток металлов и их характеристики.

3.  Полиморфные превращения в металлах.

4.  Прочность металлов идеального и реального строений. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения. Виды дефектов, их классификация, влияние на свойства.

5.  Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов.

6.  Строение металлического слитка.

7.  Свойства, определяемые при динамических испытаниях.

8.  Ударная вязкость. Работа зарождения и распространения трещин. Явление хладноломкости.

9.  Свойства, определяемые при циклических нагрузках. Усталостное разрушение. Виды изломов.

10.  Предел выносливости. Конструктивная прочность металлов. Пути повышения прочности металлов.

11.  Сопротивление металла хрупкому внезапному разрушению, вязкость разрушения, допустимая величина дефекта, порог хладноломкости.

12.  Износостойкость, сопротивление усталости, контактная выносливость

13.  Влияние остаточных напряжений на свойства металлов и сплавов.

14.  Напряжения и деформации. Упругая деформация. Пластическая деформация моно - и поликристаллов. Механизмы пластической деформации. Наклеп.

15.  Текстура деформации, анизотропия.

16.  Возврат и полигонизация.

17.  Первичная рекресталлизация. Собирательная и вторичная рекресталлизация.

18.  «Холодная» и «горячая» пластические деформации.

19.  Равновесное и неравновесное состояние сплавов. Фазы и структуры в металлических сплавах и условия их образования.

20.  Зависимость энергии Гиббса от состояния сплава.

21.  Термодинамические условия равновесия в двухкомпонентных сплавах.

22.  Диаграммы фазового равновесия для случая полной нерастворимости компонентов друг в друге.

23.  Диаграммы фазового равновесия для случая полной (неограниченной) растворимости компонентов друг в друге.

24.  Диаграммы фазового равновесия для случая неполной (ограниченной) растворимости компонентов друг в друге.

25.  Диаграммы фазового равновесия сплавов с образованием химических соединений.

26.  Диаграммы фазового равновесия сплавов с перитектической реакцией.

27.  Неравновесная кристаллизация сплавов. Ликвация в сплавах внугрикристаллическая (дендритная), зональная и по плотности.

28.  Связь между диаграммой состояния сплавов и их механическими и технологическими свойствами.

29.  Твердорастворное упрочнение. Кинетика распада перенасыщенного твердого раствора.

30.  Дисперсионное упрочнение сплавов.

31.  Закалка и старение без полиморфных превращений.

32.  Закалка на мартенсит и отпуск.

33.  Диаграмма состояния «Железо – углерод». Метастабильная диаграмма состояния «Железо-цементит».

34.  Свойства и назначение чугунов. Классификация чугунов.

35.  Влияние углерода, марганца, кремния, серы и фосфора на свойства чугунов. Маркировка чугунов.