Свойства материалов

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению метода измерения параметров функциональных материалов с помощью микрополосковой линии передачи.

В пособии в форме вопросов и ответов в кратком изложении рассмотрены общая характеристика металла и стали, понятия структуры, структурных составляющих, фазовый состав и виды фазовых превращений в сталях и сплавах в изотермических условиях и в процессе сварки плавлением, процессы кристаллизации сварного шва, строение зоны термического влияния металла при сварке, виды и параметры термических циклов околошовной зоны, гомогенизация и рост зерна, процессы образования горячих и холодных трещин в сварных соединениях, диаграммы анизотермического превращения аустенита и их использование для выбора режимов сварки перлитных сталей. Даны понятие и характеристики свариваемости сталей разных структурных классов и общие рекомендации по выбору режимов сварки плавлением этих сталей. В пособии используются материалы работ авторов по металловедению, свариваемости, теории сварочных процессов и различных публикаций по рассмотренным темам. Пособие будет полезным начинающим и работающим специалистам в области сварочного производства, и студентам соответствующих образовательных специальностей.

Учебник написан в соответствии с требованием государственного образовательного стандарта преподавания общепрофессиональных дисциплин и предназначен для освоения учебной дисциплины «Электротехническое материаловедение» при подготовке бакалавров и магистров по специальностям «Электроэнергетика и электротехника», «Машиностроение» (профиль «Оборудование и технологии сварочного производства»). Учебник состоит из трех частей, в которых рассмотрены металловедение и термическая обработка металлов, диэлектрики и проводниковые материалы. Основное внимание в первой части учебника уделено строению металлов и их сплавов, влиянию химического состава и обработки на механические, электрические и тепловые свойства, классификации и марке конструкционных и электротехнических металлов и сплавов. Во второй части даны общие сведения о диэлектриках, описаны основные диэлектрические материалы, применяемые в электротехнике, их характеристики и области применения. В третьей части описаны основные свойства проводниковых материалов и области их применения. Учебник предназначен для студентов технических вузов машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения. Может быть полезен для магистров, аспирантов, научных и инженерно-технических работников.

Учебник написан в соответствии с требованием государственного образовательного стандарта преподавания общепрофессиональных дисциплин и предназначен для подготовки специалистов по укрупненной группе специальностей «Электро- и теплоэнергетика». Учебник состоит из трех частей, в которых рассмотрены металловедение и термическая обработка металлов, диэлектрики и проводниковые материалы. Основное внимание в первой части учебника уделено строению металлов и их сплавов, влиянию химического состава и обработки на механические, электрические и тепловые свойства, классификации и марке конструкционных и электротехнических металлов и сплавов. Во второй части даны общие сведения о диэлектриках, описаны основные диэлектрические материалы, применяемые в электротехнике, их характеристики и области применения. В третьей части описаны основные свойства проводниковых материалов и области их применения. Соответствует современным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и профессиональным квалификационным требованиям. Учебник предназначен для студентов технических ссузов, а также может быть полезен для научных и инженерно-технических работников.

Рассматриваются методы расчета на прочность элементов конструкции летательного аппарата: силовых элементов сечения крыла, шасси, фюзеляжа воздушного судна, элеронов и оперения. Для студентов авиастроительных направлений подготовки. Может быть полезно специалистам в области авиастроения.

Даны основы расчета режимов резания, приведена методика подбора режущего инструмента с учетом его конструктивных особенностей. Показаны методы практического исследования получаемой шероховатости. Описано влияние термической обработки на заготовку или готовую деталь из алюминиевых сплавов. Рассмотрено значение гальванического покрытия на алюминиевых сплавах. Описан процесс обработки деталей из алюминиевых сплавов на токарных станках с ЧПУ. Предложены способы улучшения качества готового изделия. Для студентов бакалавриата и магистратуры машиностроительных направлений подготовки.

Освещены вопросы повышения эксплуатационной долговечности металлоизделий, полученных методами холодной штамповки и работающих в условиях циклических нагрузок как на воздухе при разных температурах, так и в присутствии коррозионной среды. Для студентов машиностроительных специальностей. Может быть полезно при подготовке специалистов по материаловедению и металловедению, а также для научных и инженерно-технических работников предприятий автомобильной, авиационной, судостроительной и других металлообрабатывающих областей машиностроения.

Дана характеристика древесины как материала для художественного промысла. Рассмотрены основные способы художественной обработки древесины: мозаика, пирография, точение, роспись и резьба по дереву. Для студентов, обучающихся по направлению 29.03.04 «Технология художественной обработки материалов».

Освещены вопросы, связанные с прогнозированием эффекта пластической деформации на поведение в различных условиях эксплуатации широкого класса металлов и сплавов. Дана технология исследования механических свойств и процесса разрушения пластически обработанных металлических материалов в различных условиях нагружения. Для студентов машиностроительных специальностей. Может быть полезно при подготовке специалистов по материаловедению, металловедению и обработке металлов давлением, а также для научных и инженерно-технических работников предприятий автомобильной, авиационной, судостроительной и других металлообрабатывающих областей машиностроения, работников лабораторий.

Рассмотрен вопрос повышения коррозионной долговечности и эксплуатационной надежности металлических материалов в изделиях холодноштамповочного производства различных отраслей промышленности, работающих в условиях циклических нагрузок и коррозионной среды. Даны практические рекомендации по улучшению эксплуатационной надежности и качества листоштампованных изделий из деформационно-упрочненных металлов и сплавов разных классов. Для студентов машиностроительных направлений подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность», 23.03.01 «Технология транспортных процессов», 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Может быть полезно для инженерно-технических и научных работников предприятий автомобильной, авиационной, судостроительной и других металлообрабатывающих отраслей машиностроения.

Отражены вопросы современных направлений физики конденсированного состояния, материаловедения и электрохимических процессов получения металлических материалов. Большое внимание уделено теоретическим основам гетерогенного образования новой фазы в процессе электрокристаллизации металлов. Показана взаимосвязь структуры, морфологии и свойств металлических кристаллов и покрытий, а также их поведение при различных термических воздействиях. Для студентов и аспирантов высших учебных заведений машиностроительных и естественно-научных направлений подготовки, а также преподавателей и научных работников, интересующихся физикой конденсированного состояния.

Рассмотрены важнейшие виды и свойства неформованных огнеупорных материалов, физико-химические основы формирования структуры неформованных огнеупоров и схемы их производства. Освещены вопросы образования и физико-химических превращений огнеупорных материалов. Описана структура этих веществ и её изменение при воздействии высших температур и агрессивных корродиентов в ряде промышленных агрегатов. Для инженерно-технических работников промышленных предприятий по производству и применению неформованных огнеупорных материалов. Может быть полезно студентам и аспирантам высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» и «Металлургия».

Дан обзор характеристик расплавов, содержащих в своем составе Pb, Bi, Sn, Cd. Приведены данные по исследованию испарения многокомпонентных сплавов, проведен расчет термодинамических свойств двойных и тройных интерметаллических соединений, а также определены их термодинамические свойства. Изучено окисление многокомпонентных сплавов на примере системы Bi-Pb-Sn-Cde широком интервале температур и давлений. Показано образование и устойчивость бинарных и тройных соединений, образующихся при нагреве в многокомпонентных расплавах. Изучены термические свойства новых перспективных металлических наноструктурных материалов. Для специалистов в области металлургии, теплотехники и термодинамики, исследователей, использующих термодинамическое моделирование, а также студентов соответствующих специальностей высших учебных заведений.

Рассмотрены вопросы формирования эксплуатационных свойств металлов и сплавов за счет легирования, применения технологий аморфизации, термомеханической обработки, получения монокристаллов и композиционных материалов. Приведены практические работы, направленные на закрепление знаний по применению различных подходов к решению задачи достижения заданного комплекса свойств деталей машин и оборудования и элементов конструкций. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Технологические машины и оборудование» и «Машиностроение». Может быть полезно аспирантам и инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами изготовления и реновации машин и оборудования.

Содержатся сведения о химических свойствах металлов и их соединений, примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения, необходимые справочные данные. Приведены фотографии, иллюстрирующие физические и химические свойства соединений металлов. Рассмотрены промышленные способы получения металлов и их применение, химическая и техническая классификации металлов. Описываются химические свойства простых веществ и соединений металлов. Для студентов технических университетов, изучающих химию. Учебник может быть полезен преподавателям химии и научным работникам.

Рассматриваются основы кристаллического строения материалов, основные закономерности процесса кристаллизации, агрегатные состояния, свойства железоуглеродистых сплавов, технологии термической обработки металлов и сплавов. Раскрыты вопросы классификации железоуглеродистых сплавов для электро- и теплоэнергетики, титановых, медных и алюминиевых сплавов, конструкционных материалов на основе полимеров, пластмассы и композитов. Рассмотрены технологии металлургического и литейного производства, оборудование для горячей и холодной обработки металлов давлением и резанием, получения сварных соединений, технологии изготовления изделий методами порошковой металлургии, производства полимерных материалов и изделий. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 21.03.01 «Нефтегазовое дело» и 20.03.01 «Техносферная безопасность», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов».

Рассмотрены общие закономерности и особенности металлургии и металловедения сварного соединения, в том числе: кристаллическое строение и кристаллизация; диффузионные процессы в металлах при сварке; характеристики свариваемых и вспомогательных материалов; металлургические процессы при сварке; свариваемость различных конструкционных материалов; равнопрочность сварных швов; основные механические и эксплуатационные свойства сварных соединений и методы их определения. Для студентов, изучающих курс «Материалы и их поведение при сварке» по направлению подготовки бакалавров 15.03.01 «Машиностроение» в высших учебных заведениях.

Рассмотрены вопросы управления качеством металла, в том числе и с применением современных информационных технологий. Даны принципы стандартизации управления качеством металла. Изложена практика применения статистико-математического анализа качества металла. Для студентов технических направлений: 15.00.00 «Машиностроение», 22.03.02 «Металлургия», 27.03.02 «Управление качеством», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов». Может быть использовано специалистами в области прикладного материаловедения, работающими на предприятиях, связанных с производством металла или переработкой его в готовые изделия.

Изложены вопросы, относящиеся к наиболее эффективным и распространенным методам поверхностного упрочнения металлов: химико-термическая обработка, поверхностная закалка, поверхностное пластическое деформирование. Проанализированы принципиальные аспекты рассматриваемых технологических процессов: основное назначение и металловедческие основы упрочнения; выбор технологического оборудования и технологических режимов; способы контроля качества; характерный химический состав металла, подвергаемого упрочнению. Представлены примеры производства с использованием рассматриваемых упрочняющих технологий. Приведены примеры металловедческих анализов, направленных на совершенствование технологии поверхностного упрочнения. Для подготовки студентов по направлениям: 15.00.00 «Машиностроение», 22.03.02 «Металлургия», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», 27.03.02 «Управление качеством». Может быть использовано специалистами в области термической обработки металлов.

Рассмотрены направления развития технологии сварки в твердофазном состоянии конструкционных материалов. Изложены теоретические основы взаимодействия однородных и разнородных материалов в условиях активационного воздействия среды. Исследовано влияние существующих видов раздела материалов на формирование структуры и рельефа поверхности и процессы адсорбции и десорбции загрязнений на этой поверхности. Исследованы процессы активации твердофазного поверхностного легирования металлами и металлоидами формирования твердофазного соединения порошковых частиц, холоднопрессованных порошковых частиц и листовых заготовок. Для специалистов в области сварки и аспирантов соответствующих специальностей. Может служить основой для разработки технологических рекомендаций, стандартов, определяющих содержание учебных планов, учебно-методических пособий для профессиональной подготовки инженерных и научных кадров.