Раздел 1. Закономерности формирования структуры материалов

Тема 1.1. Строение, кристаллизация и свойства материалов

Студент должен: знать:

• кристаллическое строение металлов;

• типы кристаллических решеток;

• дефекты кристаллического строения;

• процесс кристаллизации металлов и сплавов;

• особенности строения слитков;

• особенности строения сварного шва.

уметь:

• определять свойства металлов;

• строить кривые охлаждения;

• готовить образцы для проведения металлографических
исследований;

• работать на металлографическом микроскопе;

• работать на прессах Бринелля и Роквелла.

 

• Кристаллическое строение металлов. Кристаллические решетки, их дефекты. Анизотропия. Процесс кристаллизации металлов. Влияние скорости охлаждения на рост зерна. Кривые охлаждения. Модифицирование. Особенности кристалли­зации сварного шва. Строение слитка спокойной и кипящей стали. Макроскопический и металлографический анализ. Методы приготовления макро- и микрошлифов. Металлографи­ческие микроскопы. Понятие о механических свойствах и методах испытаний металлов на растяжение, твердость, ударную вязкость, загиб.

Лабораторные работы

1. Микроскопический анализ. Приготовление микро-шлифов.
2. Испытание на твердость методом Бринелля.

3. Испытание на твердость методом Роквелла.

Тема 1.2. Диаграммы состояния металлов и сплавов Студент должен: знать:

• классификацию сплавов и основные определения;

• диаграммы состояния сплавов;

• понятие о ликвации;

• диаграмму состояния Fe-Fe₃C (железо-цементит);

• критические точки диаграммы железо-цементит;

• классификацию железоуглеродистых сталей и сплавон.
уметь:

• исследовать структуру и свойства железоуглеродистых
сплавов;

• определять структурные превращения в железоуглеродистых сплавах при нагреве и охлаждении;

Понятие о сплавах. Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов. Железо, его свойства, аллотро­пические превращения Fe. Кривые охлаждения Fe. Современ­ный вид диаграммы Fe-Fe₃C. Понятия: аустенит (А), ледебурит (Л), цементит (Ц), феррит (Ф), перлит (П). Область сталей, структуры. Область чугунов, структуры. Превращения проис­ходящие в сплавах системы Fe-Fe₃C при нагреве и охлаждении. Диаграмма Fe-C (железо-графит). Чугуны серые, их структу­ры, марки по ГОСТу. Влияние С и примесей на свойства, структуру чугунов. Ковкие, высокопрочные чугуны. Их полу­чение, структуры, марки по ГОСТу.

Практическая работа

Превращения происходящие при нагреве и охлаждении в сплавах системы Fe-Fe₃C.

Тема 1.3. Термическая обработка металлов и сплавов

Студент должен:

знать:

• основные виды термической обработки материалов и сплавов;

• влияние термической обработки на структуру и свойства материалов и сплавов;

• основное оборудование для термической обработки;

• перспективы развития термической обработки мате­риалов и сплавов;

• современные способы термообработки отливок;

• характерные структуры металлов и сплавов в зависимости от их термической обработки;

• возможные дефекты при термической обработке.

уметь:

• выбирать, обосновывать и назначать выбранный ре
жим термической обработки;

• выбирать и обосновывать выбор оборудования для
термической обработки;

• проводить термическую обработку сталей и сплавов.

Определение и классификация видов термической обработки. Превращения в металлах и сплавах при нагреве и охлаждении. Основное оборудование для термической обработки. Виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка, отпуск закаленных сталей. Поверхностная закалка сталей. Дефекты термической обработки и методы их предупреждения и устранения. Термомеханическая обработка: виды, сущность, область применения.

Тема 1.4. Химико-термическая обработка

Студент должен:

знать:

основные процессы и стадии химико-термической обработки металлов и сплавов;

• основные фазовые и структурные изменения, происходящие при различных видах химико-термической обработки;

• назначение процессов химико-термической обработки;

• оборудование для проведения химико-термической обработки;

• выбирать вид химико-термической обработки в зависимости от требуемого комплекса свойств;

• выбирать режимы химико-термическойбработки металлов и сплавов;

• определять структуру и свойства металлов после химико-термической обработки.

Определение и классификация Основных видов химико-термической обработки металлов и сплавов. Цементация стали. Азотирование стали. Ионное (плазменное) азотирование и цементация. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами.