В. С. Кушнер, А. С. Верещака, А. Г. Схиртладзе, В. А. Горелов, Д.
А. Негров, О. Ю. Бургонова; под ред. В. С. Кушнера. – Омск :
Издательство ОмГТУ, 2009. – 520 с.
В учебнике рассмотрены строение и свойства металлов, процессы их
кристаллизации и пластической деформации. Большое внимание уделено
теории и технологии термической и химико-термической обработки
стали. Приведены необходимые сведения о конструкционных,
инструментальных и специальных сталях и сплавах, а также сплавах на
основе титана, меди, алюминия. Дано описание неметаллических
материалов: пластмасс, керамики, стекла, композиционных и
других.
Приведены основы металлургического производства чугуна и стали, способы формообразования заготовок в литейном производстве, а также заготовок и деталей машин резанием, обработкой давлением, сваркой, электро-физико-химическими и нетрадиционными технологиями.
Учебник предназначен для студентов машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения. Оглавление
Введение
Строение и свойства материалов
Строение, структура и свойства металлов и сплавов
Агрегатные состояния
Металлы и их кристаллическое строение
Реальное строение металлов и дефекты кристаллических решеток
Строение сплавов
Основные закономерности процесса кристаллизации, превращения в твердом состоянии, полиморфизм
Превращения в твердом состоянии. Полиморфизм
Механические, физические и технологические свойства материалов
Свойства материалов
Деформации и напряжения
Испытание материалов на растяжение и ударную вязкость
Определение твердости
Упругая и пластическая деформации, наклеп и рекристаллизация
Тесты для контроля текущих знаний по разделу I
Структура, свойства и термическая обработка железоуглеродистых сплавов
Диаграмма «Железо–углерод (цементит)»
Общий обзор диаграмм состояния
Компоненты, фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
Изменения структуры сталей при охлаждении
Изменения структуры чугунов при охлаждении
Классификация и свойства углеродистых сталей
Классификация и свойства чугунов
Термическая и химико-термическая обработка углеродистых сталей
Влияние нагрева и скорости охлаждения углеродистой стали на ее структуру
Отжиг углеродистых сталей
Закалка углеродистых сталей
Отпуск закаленных углеродистых сплавов
Химико-термическая обработка сталей
Тесты для проверки знаний по разделу II
Конструкционные и инструментальные материалы
Конструкционные стали и сплавы
Влияние легирующих элементов на структуру, механические свойства сталей и превращения при термообработке
Маркировка и классификация легированных сталей
Конструкционные стали
Коррозионно-стойкие стали
Жаропрочные стали и сплавы
Жаростойкие стали и сплавы
Инструментальные стали и сплавы для обработки материалов резанием
Инструментальные стали для обработки давлением
Титановые, медные и алюминиевые сплавы
Титан и его сплавы
Медь и ее сплавы
Алюминий и его сплавы
Неметаллические материалы
Полимеры и пластмассы
Резиновые и клеящие материалы
Стекло, ситаллы, графит
Композиционные материалы
Тесты для контроля текущих знаний по разделу III
Способы литья в металлургии и в машиностроении
Производство чугуна и стали
Производство чугуна
Сущность процесса выплавки стали
Производство стали в мартеновских печах и конвертерах
Производство и повышение качества сталей и сплавов в электропечах
Способы литья
Изготовление песчаных литейных форм
Основные операции получения отливок в песчаных формах
Закономерности охлаждения отливок в литейных формах
Литье в оболочковые формы и по выплавляемым моделям
Литье в металлические формы, под давлением, центробежное литье
Тесты для проверки знаний по разделу IV
Обработка металлов давлением в металлургии и машиностроении
Горячая и холодная обработка металлов давлением. Прокатка
Горячая и холодная обработка металлов давлением
Нагрев заготовок перед обработкой давлением
Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент
Деформации при прокатке
Мощность и усилия деформирования при прокатке
Теплообмен и температура при горячей прокатке
Волочение и прессование
Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент
Деформации и напряжения при волочении
Работа, мощность и усилия при волочении
Температура при волочении
Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент
Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании
Способы обработки металлов давлением в машиностроении
Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки
Оборудование для ковки и штамповки
Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки
Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке
Холодная листовая штамповка
Тесты для проверки знаний по разделу V
Обработки резанием
Характеристики способов обработки резанием, деформации и силы резания
Способы обработки резанием
Металлорежущие станки
Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия
Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя
Деформации, напряжения, силы и температуры при резании
Схематизация стружкообразования и характеристики деформаций при резании
Силы при точении
Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании
Предел текучести и температура деформации при резании
Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла
Температура передней поверхности режущего лезвия
Температура задней поверхности режущего лезвия
Износостойкость инструмента и режимы резания, проектирование технологического процесса
Изнашивание и износостойкость режущих инструментов
Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости
Назначение режимов резания и параметров инструмента при обработке резанием
Тесты для проверки знаний по разделу VI
Теплофизические основы и технологии сварочного производства
Характеристика способов сваркии схематизация сварочных процессов
Классификация и технологические характеристики различных способов сварки
Основные источники энергии, применяющиеся при сварке
Схематизация процессов распространения тепла при сварке
Тепловой баланс электрической дуговой сварки
Способы термической сварки
Ручная дуговая сварка
Автоматическая сварка под флюсом
Сварка в защитных газах
Плазменная сварка и резка
Электрошлаковая сварка.
Газовая сварка
Термомеханические способы сварки
Электрическая контактная стыковая сварка.
Электрическая контактная точечная сварка.
Электрическая контактная шовная сварка
Конденсаторная сварка
Сварка трением
Ультразвуковая сварка
Тесты для проверки знаний по разделу VII
Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
Получение деталей методом порошковой металлургии
Технологический процесс получения деталей методом порошковой металлургии
Получение порошка исходного материала
Формование заготовок
Спекание и доводка заготовок
Производство изделий из полимерных материалов
Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии
Обработка полимеров в высокоэластическом состоянии
Обработка полимерных материалов в твердом состоянии
Сварка полимерных материалов
Электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
Классификация электро-физико-химических методов обработки
Электроэрозионная обработка
Электрохимическая (анодно-химическая) обработка
Ультразвуковая размерная обработка
Лучевая обработка
Комбинированные процессы обработки
Нетрадиционные методы обработки
Методы формирования изделий путем наращивания поверхности
Методы поверхностной модификации свойств изделий
Тесты для проверки знаний по разделу VIII
Библиографический список
Приведены основы металлургического производства чугуна и стали, способы формообразования заготовок в литейном производстве, а также заготовок и деталей машин резанием, обработкой давлением, сваркой, электро-физико-химическими и нетрадиционными технологиями.
Учебник предназначен для студентов машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения. Оглавление
Введение
Строение и свойства материалов
Строение, структура и свойства металлов и сплавов
Агрегатные состояния
Металлы и их кристаллическое строение
Реальное строение металлов и дефекты кристаллических решеток
Строение сплавов
Основные закономерности процесса кристаллизации, превращения в твердом состоянии, полиморфизм
Превращения в твердом состоянии. Полиморфизм
Механические, физические и технологические свойства материалов
Свойства материалов
Деформации и напряжения
Испытание материалов на растяжение и ударную вязкость
Определение твердости
Упругая и пластическая деформации, наклеп и рекристаллизация
Тесты для контроля текущих знаний по разделу I
Структура, свойства и термическая обработка железоуглеродистых сплавов
Диаграмма «Железо–углерод (цементит)»
Общий обзор диаграмм состояния
Компоненты, фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
Изменения структуры сталей при охлаждении
Изменения структуры чугунов при охлаждении
Классификация и свойства углеродистых сталей
Классификация и свойства чугунов
Термическая и химико-термическая обработка углеродистых сталей
Влияние нагрева и скорости охлаждения углеродистой стали на ее структуру
Отжиг углеродистых сталей
Закалка углеродистых сталей
Отпуск закаленных углеродистых сплавов
Химико-термическая обработка сталей
Тесты для проверки знаний по разделу II
Конструкционные и инструментальные материалы
Конструкционные стали и сплавы
Влияние легирующих элементов на структуру, механические свойства сталей и превращения при термообработке
Маркировка и классификация легированных сталей
Конструкционные стали
Коррозионно-стойкие стали
Жаропрочные стали и сплавы
Жаростойкие стали и сплавы
Инструментальные стали и сплавы для обработки материалов резанием
Инструментальные стали для обработки давлением
Титановые, медные и алюминиевые сплавы
Титан и его сплавы
Медь и ее сплавы
Алюминий и его сплавы
Неметаллические материалы
Полимеры и пластмассы
Резиновые и клеящие материалы
Стекло, ситаллы, графит
Композиционные материалы
Тесты для контроля текущих знаний по разделу III
Способы литья в металлургии и в машиностроении
Производство чугуна и стали
Производство чугуна
Сущность процесса выплавки стали
Производство стали в мартеновских печах и конвертерах
Производство и повышение качества сталей и сплавов в электропечах
Способы литья
Изготовление песчаных литейных форм
Основные операции получения отливок в песчаных формах
Закономерности охлаждения отливок в литейных формах
Литье в оболочковые формы и по выплавляемым моделям
Литье в металлические формы, под давлением, центробежное литье
Тесты для проверки знаний по разделу IV
Обработка металлов давлением в металлургии и машиностроении
Горячая и холодная обработка металлов давлением. Прокатка
Горячая и холодная обработка металлов давлением
Нагрев заготовок перед обработкой давлением
Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент
Деформации при прокатке
Мощность и усилия деформирования при прокатке
Теплообмен и температура при горячей прокатке
Волочение и прессование
Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент
Деформации и напряжения при волочении
Работа, мощность и усилия при волочении
Температура при волочении
Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент
Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании
Способы обработки металлов давлением в машиностроении
Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки
Оборудование для ковки и штамповки
Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки
Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке
Холодная листовая штамповка
Тесты для проверки знаний по разделу V
Обработки резанием
Характеристики способов обработки резанием, деформации и силы резания
Способы обработки резанием
Металлорежущие станки
Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия
Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя
Деформации, напряжения, силы и температуры при резании
Схематизация стружкообразования и характеристики деформаций при резании
Силы при точении
Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании
Предел текучести и температура деформации при резании
Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла
Температура передней поверхности режущего лезвия
Температура задней поверхности режущего лезвия
Износостойкость инструмента и режимы резания, проектирование технологического процесса
Изнашивание и износостойкость режущих инструментов
Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости
Назначение режимов резания и параметров инструмента при обработке резанием
Тесты для проверки знаний по разделу VI
Теплофизические основы и технологии сварочного производства
Характеристика способов сваркии схематизация сварочных процессов
Классификация и технологические характеристики различных способов сварки
Основные источники энергии, применяющиеся при сварке
Схематизация процессов распространения тепла при сварке
Тепловой баланс электрической дуговой сварки
Способы термической сварки
Ручная дуговая сварка
Автоматическая сварка под флюсом
Сварка в защитных газах
Плазменная сварка и резка
Электрошлаковая сварка.
Газовая сварка
Термомеханические способы сварки
Электрическая контактная стыковая сварка.
Электрическая контактная точечная сварка.
Электрическая контактная шовная сварка
Конденсаторная сварка
Сварка трением
Ультразвуковая сварка
Тесты для проверки знаний по разделу VII
Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
Получение деталей методом порошковой металлургии
Технологический процесс получения деталей методом порошковой металлургии
Получение порошка исходного материала
Формование заготовок
Спекание и доводка заготовок
Производство изделий из полимерных материалов
Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии
Обработка полимеров в высокоэластическом состоянии
Обработка полимерных материалов в твердом состоянии
Сварка полимерных материалов
Электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
Классификация электро-физико-химических методов обработки
Электроэрозионная обработка
Электрохимическая (анодно-химическая) обработка
Ультразвуковая размерная обработка
Лучевая обработка
Комбинированные процессы обработки
Нетрадиционные методы обработки
Методы формирования изделий путем наращивания поверхности
Методы поверхностной модификации свойств изделий
Тесты для проверки знаний по разделу VIII
Библиографический список