Материаловедение и технология конструкционных материалов. 2-е изд.

ПРЕДИСЛОВИЕ 8 ВВЕДЕНИЕ 9 ЧАСТЬ I. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 10 ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ 13 1.1. Механические свойства металлов и методы их определения 15 1.1.1. Статические испытания на растяжение 16 1.1.2. Испытания при ударном (динамическом) нагружении 19 1.1.3. Испытания на усталость 20 1.1.4. Определение твердости 20 1.1.5. Технологические свойства металлов 21 1.1.6. Эксплуатационные или служебные свойства 21 1.1.7. Физические свойства 21 1.1.8. Химические свойства 21 Контрольные вопросы к главе 1 23 ГЛАВА 2. ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МЕТАЛЛОВ 24 2.1. Типы кристаллических решеток. Полиморфизм 24 2.2. Теоретическая прочность металлов с идеальной кристаллической решеткой 26 2.3. Дефекты кристаллического строения и их влияние на прочность 27 Контрольные вопросы к главе 2 30 ГЛАВА 3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ И ИХ СВОЙСТВА 31 3.1. Формирование структур сплавов при затвердевании 32 3.1.1. Кристаллизация металлов 32 3.1.2. Кристаллизация и формирование структур в сплавах, компоненты которых в твердом состоянии не растворяются друг в друге 33 3.1.3. Кристаллизация и формирование структур в сплавах, компоненты которых образуют твердые растворы с неограниченной растворимостью 35 Контрольные вопросы к главе 3 36 ГЛАВА 4. ЖЕЛЕЗО И СПЛАВЫ НА ЕГО ОСНОВЕ 37 4.1. Диаграмма железо – цементит (Fe-Fe3С) 37 4.1.1. Кристаллизация (затвердевание) железоуглеродистых сплавов 38 4.1.2. Фазовые и структурные превращения в сплавах после затвердевания 39 4.2. Основные способы производства стали 40 4.2.1. Металлургические основы плавки 40 4.2.2. Основные способы производства стали 41 4.3. Сплавы на основе железа 43 4.3.1. Конструкционные углеродистые стали 44 4.3.2. Легированные конструкционные стали 50 4.4. Чугуны 59 4.3.1. Белые чугуны 61 4.3.2. Серые чугуны 61 4.3.3. Ковкие чугуны 63 4.3.4. Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом 64 Контрольные вопросы к главе 4 65 ГЛАВА 5. ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ 66 5.1. Основные виды термической обработки 67 5.1.1. Отжиг для фазовой перекристаллизации 69 5.1.2. Нормализация 69 5.1.3. Закалка 70 5.1.4. Закаливаемость и прокаливаемость стали 74 5.2. Поверхностная закалка и химико-термическая обработка 76 5.2.1. Поверхностная закалка 76 5.2.2. Химико-термическая обработка 77 Контрольные вопросы к главе 5 81 ГЛАВА 6. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ 82 6.1. Алюминий и алюминиевые сплавы 82 6.1.1. Производство алюминия 83 6.1.2. Сплавы алюминия и их классификация 83 6.1.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов 88 6.2. Титан и его сплавы 89 6.2.1. Деформируемые титановые сплавы 92 6.2.2. Литейные титановые сплавы 95 6.2.3. Область применения титана и его сплавов 97 6.3. Магний и его сплавы 99 6.3.1. Свойства магния 99 6.3.2. Деформируемые магниевые сплавы 101 6.3.3. Литейные магниевые сплавы 104 6.3.4. Магниевые сплавы со специальными свойствами 106 6.4. Медь и её сплавы 106 6.4.1. Марки медных сплавов 108 6.4.2. Латуни 108 6.4.3. Литейные латуни 113 6.4.4. Область применения латуней 113 6.4.5. Бронзы 114 6.4.6. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основе 123 Контрольные вопросы к главе 6 125 ГЛАВА 7. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 126 7.1. Сущность технологических процессов производства полимерных материалов 129 7.2. Пластмассы 130 7.3. Химические волокна 136 7.4. Каучуки 137 7.5. Резины 138 7.6. Клеящиеся материалы и герметики 140 7.6.1. Конструкционные смоляные клеи 140 7.6.2. Неорганические клеи 141 7.6.3. Герметики 141 7.7. Неорганические материалы 141 7.7.1. Графит 141 7.7.2. Неорганическое стекло 142 7.7.3. Керамические материалы 142 Контрольные вопросы к главе 7 143 ЧАСТЬ II. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ МАШИН 144 ГЛАВА 8. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 144 8.1. Понятие об элементах литейной формы 145 8.2. Основные виды литья 151 8.2.1. Литье в песчано-глинистые формы 151 8.2.2. Специальные виды литья 153 8.3. Сравнительная оценка способов литья 157 Контрольные вопросы к главе 8 158 ГЛАВА 9. ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ МАШИН МЕТОДОМ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 159 9.1. Понятие о процессе пластического деформирования 159 9.2. Прокатка металлов 161 9.3. Свободная ковка 164 9.4. Горячая объемная штамповка 166 9.5. Холодная штамповка 167 9.5.1. Холодная объемная штамповка 167 9.5.2. Холодная листовая штамповка 169 Контрольные вопросы к главе 9 173 ГЛАВА 10. СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 174 10.1. Классы сварочных процессов 175 10.2. Сварочные процессы термического класса 175 10.2.1. Электродуговая сварка 175 10.2.2. Ручная дуговая сварка 177 10.2.3. Автоматическая дуговая сварка под флюсом 178 10.2.4. Сварка в среде защитных газов 180 10.3. Сварочные процессы механического класса 181 10.3.1. Холодная сварка 181 10.3.2. Сварка трением 182 10.4. Сварочные процессы термомеханического класса 183 10.4.1. Стыковая сварка 183 10.4.2. Точечная сварка 184 10.4.3. Шовная (роликовая) сварка 185 10.5. Основные виды сварных соединений 186 Контрольные вопросы к главе 10 189 ГЛАВА 11. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ 190 11.1. Общие положения 190 11.2. Параметры (элементы) процесса резания 191 11.3. Обработка заготовок на станках токарной группы 193 11.4. Обработка заготовок на фрезерных станках 195 11.5. Обработка на сверлильных станках 199 11.6. Обработка на шлифовальных станках 201 11.7. Другие методы обработки поверхностей заготовок 204 11.7.1. Отделочные методы обработки 204 11.7.2. Методы обработки без снятия стружки 205 11.7.3. Электрофизические и электрохимические методы обработки 206 Контрольные вопросы к главе 11 207 ГЛАВА 12. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 208 12.1. Общее представление о композитах 209 12.2. Основные классы композитов 210 12.3. Геометрия наполнителя 210 12.4. Матричные материалы 212 12.5. Армирующие материалы 214 12.6. Основные группы композитов 216 12.6.1. Композиты с полимерной и углеродной матрицей 216 12.6.2. Дисперсно-упрочненные композиты (ДУКМ) 217 12.6.3. Волокнистые (ВКМ) и слоистые (СКМ) композиты 220 12.6.4. Эвтектические композиционные материалы (естественные волокнистые композиты) 222 12.6.5. Монокристаллические материалы 224 12.6.6. Аморфные материалы 226 12.6.7. Сверхравновесные (аномальные) твердые растворы (СТР, АТР) 227 12.6.8. Ультрадисперсные материалы (УДМ) 228 12.6.9. Функциональные порошковые материалы 231 12.6.10. Интерметаллиды 233 12.6.11. Сверхпрочные материалы 234 12.6.12. Материалы, содержащие редкие металлы 235 12.6.13. Материалы диссоциации металлорганических соединений 236 12.6.14. Материалы порошковой металлургии 238 12.7. Процессы получения композиционных материалов 243 12.7.1. Способы получения КМ из полимерных материалов 243 12.7.2. Способы получения КМ из металлических сплавов 245 Контрольные вопросы к главе 12 249 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 250 ИСПОЛЬЗОВАННАЯ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 251