Введение ....................................................... 12
Раздел 1 Основные характеристики и свойства конструкционных
материалов для деталей машин ................................... 14
1.1 Общая характеристика ...................................... 14
1.2 Механические свойства металлов и сплавов .................. 15
1.3 Физические свойства ....................................... 27
1.4 Технологические свойства .................................. 38
1.5 Химические свойства ....................................... 43
1.5.1 Введение в теорию коррозии ......................... 43
1.5.2 Виды взаимодействия металлов с другими
химическими элементами ............................. 45
1.5.3 Защитные покрытия .................................. 48
Раздел 2 Сталь как конструкционный материал для деталей
машин .......................................................... 50
2.1 Оценка металлических и неметаллических включений
и их влияние на качественные характеристики стали ......... 50
2.1.1 Влияние углерода на структуру и свойства стали ..... 50
2.1.2 Влияние постоянных примесей на свойства стали ...... 50
2.1.3 Требования к сталям для деталей машин .............. 52
2.2 Классификация конструкционных сталей ...................... 55
2.2.1 Вводные понятия .................................... 55
2.2.2 Углеродистые конструкционные стали ................. 56
2.2.3 Легированные конструкционные стали ................. 59
2.2.4 Строительные низколегированные стали ............... 60
2.2.5 Арматурная строительная сталь ...................... 63
2.2.6 Стали для холодной штамповки ....................... 64
2.2.7 Цементуемые стали .................................. 64
2.2.8 Улучшаемые стали ................................... 68
2.2.9 Стали с повышенной обрабатываемостью резанием ...... 73
2.2.10 Мартенситно-стареющие высокопрочные стали .......... 75
2.2.11 Высокопрочные стали с высокой пластичностью ........ 76
2.2.12 Рессорно-пружинные стали (ГОСТ 14959-91) ........... 77
2.2.13 Шарикоподшипниковые стали .......................... 80
2.2.14 Износостойкие стали ................................ 81
2.2.15 Коррозионностойкие и жаростойкие стали и сплавы .... 83
2.2.16 Криогенные стали ................................... 95
2.2.17 Жаропрочные стали .................................. 96
2.3 Инструментальные стали и твердые сплавы .................. 105
2.3.1 Общая классификация ............................... 105
2.3.2 Стали для режущего инструмента .................... 106
2.3.3 Быстрорежущие стали ............................... 107
2.3.4 Стали для измерительного инструмента .............. 112
2.3.5 Штамповые стали ................................... 113
2.3.6 Инструментальные твердые сплавы ................... 123
2.4 Стали и сплавы с особыми физическими свойствами .......... 134
2.4.1 Краткая классификация ............................. 134
2.4.2 Магнитные стали и сплавы .......................... 134
2.4.3 Металлические стекла (аморфные сплавы) ............ 138
2.4.4 Стали и сплавы с высоким электрическим
сопротивлением для нагревательных элементов ....... 141
2.4.5 Сплавы с заданным температурным коэффициентом
линейного расширения и упругими свойствами ........ 144
2.4.6 Сплавы с эффектом «памяти формы» .................. 148
Раздел 3 Литые стальные заготовки и полуфабрикаты ............ 156
3.1 Основные определения ..................................... 156
3.2 Классификация стальных отливок ........................... 156
3.3 Маркировка и обозначение стальных отливок ................ 158
3.4 Характеристика стальных отливок .......................... 158
3.5 Литейные свойства стальных отливок ....................... 159
3.6 Определение механических свойств стальных отливок ........ 160
3.7 Химический состав отливок из конструкционных сталей ...... 161
3.8 Отливки из конструкционных легированных сталей
со специальными свойствами ............................... 164
3.9 Отливки из хладостойкой стали ............................ 167
3.10 Отливки из инструментальных сталей ....................... 171
3.11 Физические свойства литых сталей ......................... 174
3.12 Термическая обработка стальных отливок ................... 175
3.13 Технологические особенности получения стальных отливок ... 175
Раздел 4 Чугунные отливки .................................... 187
4.1 Марки чугуна и его основные механические свойства ........ 187
4.2 Классификация марок серого чугуна ........................ 189
4.3 Характеристика и области применения отливок из серого
чугуна ................................................... 193
4.4 Влияние химического состава на свойства отливок из
серого чугуна ............................................ 202
4.5 Характеристика и области применения отливок из
высокопрочного чугуна .................................... 203
4.6 Влияние химического состава на свойства отливок из
высокопрочного чугуна .................................... 216
4.7 Характеристика и области применения отливок из ковкого
чугуна ................................................... 219
4.8 Влияние химического состава на свойства отливок из
ковкого чугуна ........................................... 226
4.9 Характеристика износостойкого чугуна ..................... 227
4.10 Ванадиевые и некоторые другие легированные чугуны,
удовлетворяющие принципу Шарпи ........................... 232
4.11 Жаростойкий чугун ........................................ 238
4.12 Коррозионностойкий чугун ................................. 255
4.13 Немагнитный чугун ........................................ 262
4.14 Антифрикционный чугун .................................... 262
4.15 Характеристика конструкционного алюминиевого чугуна
и влияние его химического состава на свойства отливок .... 263
4.16 Технологические особенности получения чугунных отливок ... 265
Раздел 5 Заготовки и полуфабрикаты из черных металлов для
деталей машин, получаемые обработкой давлением ................ 267
5.1 Классификация стальных заготовок ......................... 267
5.2 Исходные материалы и их подготовка для ковки, штамповки .. 270
5.3 Классификация поковок .................................... 287
5.4 Методы ковки и штамповки ................................. 289
5.5 Характеристика и классификация процессов холодной
объемной штамповки ....................................... 293
5.5.1 Общая систематизация .............................. 293
5.5.2 Способы холодной штамповки ........................ 305
5.6 Листовая штамповка ....................................... 309
5.6.1 Общие понятия ..................................... 309
5.6.2 Технология листовой штамповки ..................... 310
5.6.3 Вытяжка ........................................... 313
5.6.4 Беспрессовые операции при листовой штамповке ...... 315
5.7 Горячая объемная штамповка ............................... 316
5.7.1 Общая классификация ............................... 316
5.7.2 Способы горячей объемной штамповки ................ 316
5.7.3 Другие виды объемной штамповки .................... 318
5.7.4 Штамповка жидкого металла ......................... 319
5.8 Свободная ковка .......................................... 320
5.8.1 Общая классификация ............................... 320
5.8.2 Основные операции свободной ковки ................. 321
5.9 Прокатка металла ......................................... 324
5.9.1 Общие определения ................................. 324
5.9.2 Технология прокатки ............................... 325
5.9.3 Прокатные станы ................................... 327
5.9.4 Калибровка валков ................................. 331
5.9.1 Применение прокатки и сортамент изделий ........... 332
5.9.6 Технологические операции в прокатном
производстве ...................................... 334
5.9.7 Прокатка бесшовных, сварных труб и специальных
профилей .......................................... 336
5.10 Волочение ................................................ 337
5.11 Прессование .............................................. 338
5.12 Нагрев металла перед пластической деформацией ............ 341
Раздел 6 Цветные металлы и сплавы на их основе ............... 346
6.1 Вводные пояснения ........................................ 346
6.2 Алюминий и сплавы на его основе .......................... 346
6.2.1 Физико-химические свойства алюминия ............... 346
6.2.2 Классификация и маркировка алюминиевых сплавов .... 347
6.2.3 Деформируемые алюминиевые сплавы, неупрочняемые
термической обработкой ............................ 348
6.2.4 Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые
термической обработкой ............................ 350
6.2.5 Термическая обработка сплавов алюминия ............ 353
6.3 Магний и сплавы на его основе ............................ 355
6.3.1 Физико-химические свойства магния ................. 355
6.3.2 Характеристика сплавов на основе магния ........... 355
6.3.3 Деформируемые магниевые сплавы .................... 356
6.4 Титан и сплавы на его основе ............................. 357
6.4.1 Физико-химические свойства титана ................. 357
6.4.2 Характеристика сплавов на основе титана ........... 358
6.4.3 Деформируемые сплавы титана ....................... 359
6.5 Медь и сплавы на ее основе ............................... 360
6.5.1 Физико-химические свойства меди ................... 360
6.5.2 Маркировка сплавов на основе меди ................. 362
6.5.3 Латуни ............................................ 363
6.5.4 Влияние примесей на свойства латуней .............. 364
6.5.5 Термическая обработка латуней ..................... 365
6.5.6 Пайка и сварка латуней ............................ 367
6.5.7 Бронзы ............................................ 367
6.5.8 Термическая обработка бронз ....................... 373
6.5.9 Медно-никелевые сплавы ............................ 374
6.6 Никель и сплавы на его основе ............................ 375
6.6.1 Физико-химические свойства никеля ................. 375
6.6.2 Сплавы на основе никеля ........................... 376
6.7 Подшипниковые (антифрикционные) сплавы для подшипников
скольжения ............................................... 376
6.7.1 Общие сведения .................................... 376
6.7.2 Оловянные и свинцовые баббиты ..................... 377
6.7.3 Цинковые антифрикционные сплавы ................... 379
6.7.4 Алюминиевые антифрикционные (подшипниковые)
сплавы ............................................ 379
Раздел 7 Отливки и заготовки из сплавов цветных металлов ..... 381
7.1 Характеристика и область применения алюминиевых отливок .. 381
7.1.1 Общие понятия ..................................... 381
7.1.2 Алюминиевые высококремнистые сплавы ............... 381
7.1.3 Алюминиево-магниевые сплавы и цинковистые
силумины .......................................... 382
7.1.4 Алюминиевые высокопрочные и жаропрочные сплавы .... 386
7.1.5 Литейные свойства алюминиевых сплавов ............. 389
7.1.6 Определение механических свойств отливок из
алюминиевых сплавов ............................... 399
7.1.7 Технологические особенности получения
алюминиевых отливок ............................... 401
7.2 Магниевые сплавы ......................................... 403
7.2.1 Характеристика отливок из магниевых сплавов ....... 403
7.2.2 Области применения магниевых сплавов .............. 411
7.2.3 Технологические особенности получения отливок
из магниевых сплавов .............................. 412
7.3 Сплавы на основе меди .................................... 416
7.3.1 Общая характеристика литейных медных сплавов
и их обозначение .................................. 416
7.3.2 Литейные бронзы ................................... 417
7.3.3 Безоловянные бронзы ............................... 422
7.3.4 Литейные латуни ................................... 427
7.3.5 Технологические особенности изготовления отливок
из медных сплавов ................................. 432
7.4 Литейные титановые сплавы, их характеристики и свойства
отливок .................................................. 433
Раздел 8 Композиционные и неметаллические конструкционные
материалы ..................................................... 438
8.1 Композиционные материалы с металлической матрицей ........ 438
8.1.1 Общие сведения .................................... 438
8.1.2 Волокнистые композиционные материалы .............. 440
8.1.3 Дисперсно-упрочненные композиционные материалы .... 441
8.2 Неметаллические материалы ................................ 442
8.2.1 Общие сведения о неметаллических материалах ....... 442
8.2.2 Классификация полимеров ........................... 443
8.2.3 Свойства полимеров ................................ 445
8.3 Пластические массы ....................................... 448
8.3.1 Общие сведения .................................... 448
8.3.2 Классификация пластмасс ........................... 449
8.3.3 Термопластичные пластмассы ........................ 450
8.3.4 Термореактивные пластмассы ........................ 460
8.3.5 Газонаполненные пластики .......................... 463
8.3.6 Особенности пластмасс как конструкционных
материалов ........................................ 466
8.4 Композиционные материалы с неметаллической матрицей ...... 467
8.4.1 Общая классификация ............................... 467
8.4.2 Карбоволокниты (углепластики) ..................... 469
8.4.3 Бороволокниты ..................................... 470
8.4.4 Органоволокниты ................................... 473
8.5 Синтетические эластомеры ................................. 473
8.5.1 Общие сведения .................................... 473
8.5.2 Резины общего назначения .......................... 475
8.5.3 Резины специального назначения .................... 475
8.6 Клеящие материалы и герметики ............................ 478
8.6.1 Общие сведения .................................... 478
8.6.2 Классификация клеев ............................... 481
8.7 Герметики ................................................ 485
8.8 Неорганическое стекло .................................... 486
8.8.1 Общие сведения .................................... 486
8.8.2 Общие свойства стекол ............................. 488
8.8.3 Применение технических стекол ..................... 489
8.8.4 Разновидности стекол .............................. 490
8.9 Керамические материалы ................................... 492
8.9.1 Общие сведения .................................... 492
8.9.2 Керамика на основе чистых оксидов ................. 492
8.9.3 Бескислородная керамика ........................... 493
8.9.4 Материалы высокой твердости ....................... 497
8.10 Конструкционные порошковые материалы и изделия ........... 498
8.10.1 Общая характеристика .............................. 498
8.10.2 Пористые материалы ................................ 499
8.10.3 Конструкционные спеченные материалы ............... 501
8.10.4 Электротехнические материалы ...................... 502
8.11 Древесные материалы ...................................... 503
8.12 Лакокрасочные и вспомогательные материалы ................ 504
8.12.1 Лакокрасочные материалы ........................... 504
8.12.2 Вспомогательные материалы ......................... 504
Список используемых источников ................................ 507
|
