materialovedenie1 (Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Колосанов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин, Н.М. Рыжов, В.И. Силаева, Н.В. Ульянова - Материаловедение)

ББК 34.651 М34 УЛК 621.002. 3(075.8', Материаловедение: Учебник для высших техниМ34 ческих учебных заведений. Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косолапов и др.; Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова.— 2-е изд., испр. и доп.— Мл Машиностроение, 1986.— 384 с., ил. В перл 1 р, бок. Иг.нмм г зхьавамер асти аармиромвнв с рзктурм крисгеллн вских мнмрмлан в проны крисюезмимнви из милкага сасгоюмя, е текнс плес гзческма маотмир винни и гсревчссной абмзбами. по«пени еяивнвс струюурьт м еиз ко-мехенвчсск с войспм мтернклм и их зевнснм сп. пг условий ртбаты.

Гйоана нк хоть з омь м ен я «мхи ьм тек юл и ма и се.ссб в обрей п н лхн сбтпсчеиия ребус. мх своистн. второе ююине (г-е гил. )рзо г) тмпгтюгга в соответствии а новой умбной процмм ай каме. М 2108000000-159 159-86 0381011-86 ББК 34.65 6П 3.4 гс) Издательство «Машиностроение», 1976 г. (з Издательство «Машиностроение», !986 г., с измененнвми.

Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косолапов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин, Н. М. Рыжов, В. И. Силаева, Н. В. Ульянова Рецензент д-р техн. наук проф. И. С. Козловский Редактор А. А. Сальников Оглавление Ввеление 85 97 1КЛ 110 13 20 26 29 30 118 32 37 37 40 123 41 43 44 1. !АКОНОМЕРНСУСГИ ФОРМИ- РОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИ- АЛОВ Глава 1. Стреенпе н свойства материа- лов 1.1. Элементы кристаллографии .

1.2. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов . 1.3. Фазовый состав сплавов . 1.4. Дефекты кристаллов 1.5. Диффузия в металлах п сплавах 1.6. Жидкие кристаллы . 1.7. Структура полимеров, стекла и керамики Глава 2. Формирование структуры лвтых материалов, 2Л. Самопроизвольная кристаллизация 2.2. Несамопроизвольная кристаллизация 2.3. Форма кристаллов и строение слитков 2.4. Получение монокристаллов . 2.5. Аморфное состояние металлов Глана 3. В!авиве хнмвческого состава вя раввовесиузо структуру сплавов 3.1.

Методы построения диаграмм состояния 3.2. Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов . 3.3. Диаграмма состояния жслезоуглеродистых сплавов . 3.4. Влияние лсгируюших элементов на равновесную структуру сталей Глава 4. Формвроввпне структуры дефврмировнвных металлов н сплавов 4.1. Пласпзческая деформадия моно- и поликрнсталлов 4.2. Возврат н рекрисгаллизация . Глава 5. Термическая обрабозка металлов к сплавов 5.1. Определения и классификация 5.2. Основное оборудование для термической обработки .

46 46 48 55 61 66 66 74 80 80 81 5.3. Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми пренрашения- ми в твердом состоянии . 5.4. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компо- нентов в твердом состоянии 5.5. Термическая обработка сталей с эвтектоидным преврашением . 5.6. Основные виды термической об- работки стали . Глава 6. Химико-термическая ебрабет- кв метал зов п сплавов 6.1. Обшие закономерности 6.2. Диффузионное насыщение углеро- дом и азотом 6.3. Диффузионное насышение сплавов металлами и неметалзьзми 2.

МАТЕРИАЛЫ. ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНО- И ПРИБОРОСТРОЕ- НИИ Раздел переца. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ........... 124 Глава 7. Конструкцненнан прочюкть матерввлев....,..... 124 7.1. Обшие требования, предъявляемые к конструкционным материалам 124 7.2. Конструкционная прочность материалов и критерии ее оценки . . .

125 7 3. Методы повышения конструкционной прочности . . . . . . . . 134 7.4. Классификация конструкционных материалов . . . . . . . . . . 138 Глава 8. Стали, ебаспечнвающве зксчтКестгч статвческузо н циклическую прочность....... °... 139 8.1. Классификация конструкционных сталей............ 139 82. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей . .

. !41 8.3. Углеродистые стали . . . . . 143 8.4. Легированные стали..... !48 4 О зле геггие 165 165 167 169 !75 185 185 303 303 306 3!8 326 185 326 !90 194 199 332 201 202 332 353 360 361 369 370 370 371 374 377 378 Глава 9. Мэтериалм с особымн техно- лопгческими свойствами . 9.1. Стали с улучшенной обрабаты- вает|остью резанием . 9.2. Стали с высокой технологической пластичностью и свариваемостью 9.3. Желсзоуглеродистые сплавы с вы- сокими литейными свойствами . 9.4. Медные сплавы Глава 10. Изиоеостойкие материалы 10.!. Вилы изнашивания 10.2. Закономерности изнашивания де- талей, об!жзующих ларь! трения, и пути уменьшения их износа 10.3.

Материачы с высокой гвердо- сгью поверхности . 10.4. Антифрикционные материалы 10.5. Фрнкцг!сивые материалы . Глава 11. Материалы с высокимн упругими свойствами 11.1. Рсссорно-нрухгииные стали . 1!.2. Пружинные материалы приборо- строения Глава 12. Материалы с магию плгжносз ью 12.1. Сплавы на основе алюминия !2.2.

Сплавы на основе магния . !2.3. Неметаллические материалы Глэаа 13. Материалы с высокой удельной прочжжтью 13.1. Тгпан и сплавы на сто основе !3.2. Бериллий и сплавы на его основе 13.3. Композиционные материалы Глава 14. Материалы, устойчивые к вохйействию температуры и рабочей среды 14.! . Коррозионно-стойкис материалы ! 4.2. Жаростойкие материалы.

14.3. Жаропрочныс материалы . 14.4, Хладостойкие материалы . 14.5. Радиаиионно-стойкис мепериалы 207 207 218 223 232 232 243 247 269 269 278 284 эбб 299 Рамаз иларал. МАТЕРИАЛЫ Г ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 303 Глава 15. Материалы с оеобыью маг- нитными свовствжии . 15.1. Общие сведения о фсрромакнетн- ках 15.2. Магнитно-лгяг кис материалы 15.3.

Маг пятно-твсрлыс лгатсриапы Глава 16. Матерваяы с особыми тви- довыми свойствамв. 16,1. Сплавы с заданным темпера~ур- нылг коэффициентом линейного расши- рения 16.2. Сплавы с заданным температур- ным коэффициеитоьг модуля упругости Глава !7. Материалы е особыми элек- трическими свойствамв 17.1. Материалы высокой электричес- кой проводимости 17.2. Полупроводниковые материалы !7.3. Диэяек~рики . Ра деа !лреггггах ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ . Глава 18. Материалы для режущих и измерительных инструментов . 18.1. Материалы для режущих инстру- ментов „ 18 2. Спгли для измсризельных инсгру- мегпов . Глава 19. Стали д.зв инструментов об- работки металлов дэвденвин .

19.!. Скали для инструментов холод- ной обработки давлением 19.2. Скали гшя инструменгов горячей обработки давлением Приложение . Список литер:пуры Предметный укаютеяь . Издание посвящается памяти Ивана Ивановича Сидорина — основателя школы материаловедения в машиностроении Введение Кни~а написана в соответствии с учебными программами курса «Материаловедение», который авторы на протяжении многих лет читают в Московском высшем техническом училище им. Н. Э.

Баумана. Первый в нашей стране учебник по курсу «Материаловедение» для машиностроительных вузов был издан в МВТУ профессором И. И. Сидориным в 1930 г. Учебник «Основы материаловедение> вышел в свет в 1976 г. под редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора технических наук профессора И. И. Сидорина. С тех пор произошли изменения в науке о материалах, были созданы новые сплавы и композиционные материалы, изменились программы курсов «Материаловедение» для машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов. В связи с этим во второе издание учебника внесены соответствующие изменения и дополнения В частности, ав- Материаловедением называют прикладную науку о связи состава, строения и свойств материалов.

Решение важнейших технических проблем, связанных с экономией материалов, уменьшением массы машин и приборов, повышением точности, надежности и работоспособности механизмов и приборов во многом зависит от развития материаловедения. Непрерывный процесс создания новых материалов для современной техники обогащает науку торы сделали попытку отступить от традиционного изложения «систематики» материалов, классифицируя их по эксплуатационным свойствам, не регламентируемым станлартами.

Это позволит будущим конструкторам и технологам лучше ориентироваться в выборе материалов для деталей машин и приборов. Некоторые из рассматриваемых в учебнике вопросов являются факультативными для машиностроительных либо приборостроительных специальностей, что определяется программой соответствующего вуза. Авторский коллектив глубоко признателен доктору технических наук профессору И. С. Козловскому за денные пожелания и рекомендации, сделанные им при рецензировании рукописи, а также коллективу кафедры с<Материаловедение» МВТУ им. Н. Э.

Баумана за помощь при подготовке данного издания учебника. о материалах, которая стимулирует появление новых технических идей. Революционную роль сыграли полупроводниковые материалы и жидкие кристаллы в электронике, композиционные материалы в авиации и ракетостроении, сверхпроводники и аморфные сплавы в электронике и радиотехнике и т. д. Теоретической основой материаловедения являются соответствующие разделы физики и химии, однако наука о материалах в основном развивается б Закономерности формиронанин структуры мат ериа.еоа экспериментальным путем. Поэтому разработка новых методов исследования строения (структуры) н физнко-механических свойств материалов способствует дальнейшему развитию материаловедения.

Электронная микроскопия тончайших металлических фольг и нейтронография позволяют изучать элементы кристаллической структуры, ее дефекты и закономерности превращений под воздействием внешних факторов (температура, давление и лр.). Изучение физических (плотность, электропроводимостеч теплопроводность, магнитная проницаемость и др.), механических (прочностзн пластичность, тверлость,модуль упругости и др.), технологических (жидкотекучестен ковкость, обрабатываемость резанием и др.) н эксплуатационных свойств (сопротивление коррозии, изнашиванию и усталости, жаропрочностен хладостойкость н др.) позволяет определить области рационального использования различных материалов с учетом зкономических требований.