Порошковые и композиционные материалы
Тема 5.1 Порошковые материалы
Студент должен:
иметь представление:
- о методах получения изделий из порошков;
- об особенностях порошковых материалов;
знать:
- свойства и применение порошковых материалов.
Получение изделий из порошков. Метод порошковой металлургии. Свойства и применение порошковых материалов в промышленности.
Методические указания
При изучении данной темы необходимо представлять, что для композиционных материалов характерна следующая совокупность признаков:
o состав, форма и распределение компонентов определены заранее;
o материалы состоят из двух компонентов различного химического состава, разделенных границей;
o свойства материала определяется каждым из его компонентов, содержание которых в материале большое;
o материал обладает свойствами, отличными от свойств компонентов, взятых в отдельности;
o материал однороден в макромасштабе и неоднороден в микромасштабе;
o материал не встречается в природе, а является созданием человека;
o армирующие и упрочняющие компоненты равномерно распределены в матрице.
Порошковыми называются материалы, изготавливаемые путем прессования металлических порошков в изделия необходимой формы и размеров и последующего спекания сформованных изделий в вакууме или защитной атмосфере при температуре 0,57 – 0,8 Тпл .
Порошковые сплавы могут выпускаться пористыми для изготовления антифрикционных деталей ( втулки, подшипники), в поры которых принудительно закачивается масло. Спеченные сплавы на основе железа и меди используют для фрикционных изделий в тормозных узлах. Широко применяют порошковые материалы для фильтрующих изделий. В электротехнике и радиотехнике применяют металлокерамические магниты на основе порошков железа, никеля, алюминия.
Литература: основная – 3, 6; дополнительная – 3.
Тема 5.2 Композиционные материалы
Студент должен:
иметь представление:
- о композиционных материалах;
- об областях применения композиционных материалов;
знать:
- строение, классификацию и свойства композиционных материалов;
- области применения композиционных материалов.
Композиционные материалы, классификация, строение, свойства, достоинства и недостатки, применение в промышленности.
Литература: основная – 4, 6; дополнительная – 3.
Контрольные вопросы к зачёту:
1. Элементы кристаллографии: кристаллическая решётка, анизотропия; влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов.
2. Фазовый состав сплавов; диффузия в металлах и сплавах; жидкие кристаллы.
3. Кристаллизация металлов и сплавов.
4. Форма кристаллов и строение слитков.
5. Понятие о сплавах. Классификация и структура металлов и сплавов.
6. Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов.
7. Физические и механические свойства сплавов в равновесном состоянии.
8. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
9. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей.
10. Пластическая деформация моно- и поликристаллов.
11. Диаграмма растяжения металлов.
12. Свойства пластически деформированных металлов.
13. Возврат и рекристаллизация.
14. Определение и классификация видов термической обработки.
15. Превращения в металлах и сплавах при нагреве и охлаждении.
16. Основное оборудование для термической обработки.
17. Виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка, отпуск закалённых сталей.
18. Поверхностная закалка сталей.
19. Дефекты термической обработки и методы их предупреждения и устранения.
20. Термомеханическая обработка: виды, сущность, область применения.
21. Определение и классификация основных видов химико-термической обработки металлов и сплавов.
22. Низкотемпературная и высокотемпературная механическая обработка.
23. Цементация стали.
24. Азотирование стали.
25. Ионное (плазменное) азотирование и цементация.
26. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами.
27. Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам.
28. Методы повышения конструктивной прочности материалов.
29. Классификация конструкционных материалов.
30. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.
31. Углеродистые стали: обыкновенного качества и качественные стали.
32. Легированные стали.
33. Серые высоко прочные ковкие чугуны, литейные свойства чугунов.
34. Маркировка чугунов. Фазовый состав чугунов.
35. Получение железоуглеродистых сплавов
36. Антифрикционные и специальные чугуны. Технологические свойства чугунов.
37. Стали с улучшенной обрабатываемостью резанием.
38. Стали с высокой технологической пластичностью и свариваемостью.
39. Железоуглеродистые сплавы с высокими литейными свойствами.
40. Медные сплавы: общая характеристика и классификация латуни, бронзы.
41. Материалы с высокой твёрдостью поверхности.
42. Антифрикционные материалы: металлические и неметаллические, комбинированные, минералы.
43. Фрикционные материалы.
44. Рессорно-пружинные стали. Пружинные материалы приборостроения.
45. Сплавы на основе алюминия: свойства алюминия; общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов.
46. Сплавы на основе магния: свойства магния: общая характеристика и классификация магниевых сплавов.
47. Особенности алюминиевых и магниевых сплавов.
48. Титан и сплавы на его основе; свойства титана, общая характеристика и классификация титановых сплавов; особенности обработки.
49. Бериллий и сплавы на его основе; общая характеристика, классификация, применение бериллиевых сплавов; особенности обработки.
50. Коррозионно-стойкие материалы, коррозионно-стойкие покрытия.
51. Жаростойкие материалы. Жаропрочные материалы.
52. Хладостойкие материалы. Радиационно-стойкие материалы.
53. Неметаллические материалы, их классификация, свойства, достоинства и недостатки, применение в промышленности.
54. Пластмассы. Простые и термопластичные пластмассы: полиэтилен, полистирол, полихлорвинил, фторопласты и др. Сложные пластмассы: гетинакс, текстолит, стеклотекстолит.
55. Каучук. Процесс вулканизации. Резиновые материалы.
56. Состав и общие свойства стекла. Ситаллы: структура и применение.
57. Древесина, её основные свойства. Разновидности древесных материалов.
58. Общие сведения о ферромагнетиках.
59. Магнитно-мягкие материалы.
60. Низкочастотные магнитно-мягкие материалы.
61. Высокочастотные магнитно-мягкие материалы.
62. Материалы со специальными магнитными свойствами.
63. Магнитно-твёрдые материалы: общие требования, литые материалы, порошковые материалы, деформируемые сплавы.
64. Материалы для режущих инструментов: углеродистые стали, низколегированные стали, быстрорежущие стали, спеченные твёрдые сплавы, сверхтвёрдые материалы стали для измерительных инструментов.
65. Стали для инструментов холодной обработки давлением.
66. Стали для инструментов горячей обработки давлением: стали для молотовых штампов, стали для штампов горизонтально-ковочных машин и прессов.
67. Получение изделий из порошков.
68. Метод порошковой металлургии.
69. Свойства и применение порошковых материалов в промышленности.
70. Композиционные материалы, классификация, строение, свойства, достоинства и недостатки, применение в промышленности.