Материалдар технологиясы

УДК 620.2(075.8)

Оқу құралында материалдардың құрылымы мен қасиеттерінің арасындағы байланысты көрсететін материалтану ғылымының негіздері, автокөлік, машина жасау және басқа техника саласындағы өндірістерде жиі қолданылатын қара металл негізді қорытпаларды өндіру тәсілдері, оларды термиялық, химиялық-термиялық, механикалық өңдеу түрлері қаралып, металл емес материалдар жайында жалпы мәлімет берілген. Негізгі конструкциялық материалдарды құю, пісіру, кесіп өңдеу технологиялары туралы бағдарлама мөлшерінде мәліметтер келтірілген. Курстың соңында осы оқу құралында кездесетін кейбір терминдердің сөздігі бар.

Оқу құралы техника салалары бойынша білім алушы студенттерге қосымша материал ретінде пайдалы..

Машина жасау және көлік факультетінің әдістемелік Кеңесі бекіткен

© Д.Серікбаев ат. ШҚМТУ 2010

МАЗМҰНЫ

		бет
	Алғы сөз	6
	Кіріспе	7
1 1.1	Металдардың құрылысы мен кристалдануы Анизотропиялық құбылыс	8
1.2	Кристалдық торлар типтері	9
1.3	Кристалл торларының ақаулары	10
2	Металдардың кристалдануы	14
2.1	Кристалдану процесінің энергетикалық шарттары	14
2.2	Кристалдану процесінің механизмдері	16
2.3	Түйіршіктің өлшемі	17
2.4	Құймакесек металының құрылысы	18
2.5	Полиморфтық өзгеріс	20
2.6	Металл құрылымын оқу әдістері	21
3	Деформация және металдың қирауы	22
3.1	Серпімді және пластикалық деформация	22
3.2	Морт және тұтқыр қирау	24
3.3	Деформацияның металдың қасиетіне тигізер әсері	25
3.4	Түйіршіктер өлшемінің қалыптасуы	25
3.5	Қайта кристалдану	26
3.6	Металдардың және қорытпалардың қасиеттері	27
3.7	Механикалық сынау тәсілдері	29
4	Металл қорытпалары	33
4.1 4.2 4.3	Жалпы түсініктеме Қорытпа фазалары Темір және темір негізді қорытпалар	33 33 34
5	Темір-көміртегі қорытпалары	40
5.1	Шойын өндірісінен негізгі мәліметтер	40
5.2	Болат өндірісі	43
6	Көміртекті болат	49
6.1	Көміртегі мен тұрақты кірмелердің болаттың қасиетіне тигізер әсері	49
6.2	Болаттты класқа бөлу	51
7	Шойын	55
7.1	Сұр шойын	55
7.2	Аса берік шойын	57
7.3	Соғылымды шойын	58
8	Термиялық өңдеу теориясы	59
8.1	Термиялық өңдеудің теориялық негіздері	59
8.2	Ферритті-карбидті құрылымның қыздыру кезіндегі аустенитке өзгеруі	60
8.3	Қыздыру кезінде аустенит түйіршіктерінің өсуі	63
8.4	Болаттың қасиетіне түйіршік өлшемдерінің тигізер әсері	63
8.5	Аустениттің изотермиялық өзгеру диаграммасы	63
8.6	Аустенитті үздіксіз суыту кезіндегі өзгеруі	63
9	Термиялық өңдеу технологиясы	66
9.1	Жасыту және нормальдау	66
9.2	Болатты шынықтыру	67
9.3	Болатты суықпен өңдеу	70
9.4	Болатты босату	70
9.5	Термомеханикалық өңдеу (ТМӨ)	71
9.6	Болатты термиялық өңдеу кезінде пайда болатын ақаулар	73
10	Болаттың беткі қабатының беріктігін нығайту	74
10.1	Беттік шынықтыру	74
10.2	Химиялық-термиялық өңдеу (ХТӨ)	76
10.3	Пластикалық деформациямен болат тетіктерінің беткі қабатын нығайту	80
11	Легірленген болат	82
11.1	Легірлеуші элементтердің болаттың құрылымы мен қасиетіне тигізер әсері	82
11.2	Легірленген болаттарды маркілеу	85
11.3	Конструкциялық болаттар	86
11.4	Құрал- саймандық материалдар	91
12	Түсті металдар және олардың қорытпалары	94
12.1	Мыс және оның қорытпалары	94
12.2	Мырыш, қорғасын, қалайы және олардың қорытпалары	98
12.3	Алюминий және оның қорытпалары	99
12.4	Магний және оның қорытпалары	104
13	Металл емес және композитті материалдар	105
13.1	Полимерлердің құрылысы мен қасиеттері	105
13.2	Пластикалық массалар	108
13.3	Резеңке материалдары	112
13.4	Органикалық емес материалдар	113
13.5	Композитті материалдар	116
14	Конструкциялық ұнтақты материалдар	118
14.1	Сүзгілер	118
14.2	Үйкелістік ( фрикционды ) материалдар	119
15	Құю өндірісі	120
15.1	Жалпы мәліметтер	120
15.2	Құйма дайындамаларын алу тәсілдері	120
15.3	Қорытпалардың құймалық қасиеттері	121
15.4	Құймаларды құм-балшық қорамаларда даярлау	122
15.5	Арнаулы тәсілдермен құю	125
15.6	Әртүрлі қорытпалардан құймалар дайындау	130
16	Пісіру	131
16.1	Жалпы мәліметтер	131
16.2	Балқыта пісіру	132
16.3	Қысыммен пісіру	138
16.4	Темір негізді қорытпаларды пісіру технологиясы	144
16.5	Пісіруде кездесетін ақаулар, себептері, бақылау жолдары	144
16.6	Ақауларды анықтап, олардың сапасын бақылау әдістері	145
17	Кесіп өңдеу	146
17.1	Металдарды кесіп өңдеудің негізі	146
17.2	Металл кескіш білдектер	150
17.3	Жону тәсілдерінен жалпы мәліметтер	151
	Дәрістік курста кездесетін негізгі терминдер сөздігі	158
	Пайдаланылған әдебиеттер	163

АЛҒЫ СӨЗ
Бүгiнгi күнге дейiн машина жасауда қолданылып келген металдың негiзi - қара металлургия, демек темiр негiздi металдар. Конструкциялық және құрал саймандық материалдың 90-95% темiр негiздi болып келеді. Темiрдiң физикалық және технологиялық қасиеттерi үйлесiмдi, жер қойнауындағы қоры мол, арзан. Темiр мен оның қорытпаларының құны түстi металдар құнынан бiрнеше есе төмен.

Соңғы жылдарда жаңа ғылыми-техникалық даму дәуiрi - атом энергиясы, электроника, ғарышты игеру, радио, автоматтандыру жүйесi және т.б. салалардың талабына сай жаңа металдарға мұқтаждық өсуде. Қазiргi металтанудың теориялық негiзгi бағыты таза және аса таза металдар өндiру тәсiлдерiн iздестiру болып табылады. Металға қоршаған ортаның тигізетін әсерiн зерттеуге де көп көңiл бөлiнуде.

Техниканың дамуымен қатар металға қойылатын талаптарда өзгеруде. Олар металдың конструкциялық берiктiгiн арттыру, жоғары температураға төзiмдiлігі, аса төмен температурада тұтқырлығынан айырылмайтын, агрессиялы орталарға төзiмдi, басқа да физикалық, химиялық қасиеттерi жоғары болу керек. Осы қойылған талаптарды қанағаттандыру мақсатымен металл қорытпаларын, арнаулы қорытпаларды, композиттi материалдарды қолдану кейiнгi жылдарда машина жасауда кеңiнен жолға қойылған.

Металдар қара және түстi болып үлкен екi топқа бөлiнедi. Қара металдар тобына бойындағы қасиеттерiнiң темiрге ұқсастығына қарай кобальт, никель, марганец элементтерi кiредi.Түстi металдар тобындағы элементтер қатарына тығыздығы төмен, жеңiл- Ве, Мg, Аl, Ti; балқу температурасы төмен - Zn, Cd, Sn,Pb, Sb; балқу температурасы жоғары- Ti,Cr,Nb,W,V,Mо, т.б; оқшау жататын асыл металдар- Аu,Ph,Pd, Pt, Аg, Оs, т.б. атомдық техникада қолданатын, уранды металдар -U, Th,Pа және тағы басқа элементтер кiредi.

Металл емес материалдар қатарына органикалық және органикалық емес полимерлер: пластмассаның түрлері, металл емес негіздегі композитті материалдар, каучук және резеңке, клейлер, герметиктер, лактар мен бояу жабындары, сонымен қатар графит, шыны, керамика, ағаш жатады.

Полимерлер айтарлықтай беріктігі, қатаңдығы және иілімділігі, жарықтық мөлдірлігі, химиялық тұрақтылығы, диэлетрлік қасиеттері жағынан теңдесі жоқ материалдар қатарына жатады. Олардың технологиялық икемділігін, пайдаланудағы тиімділігін айта кеткен жөн.

Д.И.Менделеев ашқан периодтық заң, Н.С.Курнаков, А.М.Бочвар, А.А.Байков, C.C.Штейнберг, Юм-Розери, Аустен, Котрелл, Ле-Шателье және де көптеген ғалымдар металтану ғылымының дамуына үлкен үлес қосты.

Полимерлер химиясы мен физикасының табысты дамуына үлес қосқан көрнекті ғалымдар қатары: П.П.Кобеко, В.А.Каргина, А.П.Александрова, С.С. Медведева, С.Н.Ушакова, В.В.Коршака, К.А.Андрианова ж.б.

КІРІСПЕ
Материалтану және құрылымдық материалдар технологиясы (МжҚМТ) металл және металл емес конструкциялық материалдардың құрылымын, қасиетін және өңдеу жолдарын қарастыратын пән. Бұл курста басқа пәндермен қатар студенттерге қажетті инженерлік жалпытехникалық, технологиялық дайындықтар берумен қатар болашақ мамандардың өндірісте, ғылыми-зерттеу орталықтарында, халықтық шаруашылық салаларында жұмыс атқаруларына қажетті тиімді білім негіздерін қалайды. Машина тетіктерін және аспаптарды жоспарлауда, оларды пайдалану және жөндеу кездерінде мамандар күнделікті машина жасау материалдарымен және оларды қолдану ретімен кездесіп отырады. Материалдарды дұрыс таңдау және пайдалану үшін олардың қазіргі заман талабымен өндіру жолдарын, өңделу қабілеттерін, қасиеттерін және тиімді қолдану салаларын білу керек.

«Материалтану және құрылымдық материалдар технологиясы» курсы машина жасау материалдарын өндіру жолдарын, машина және басқа механизм тетіктеріне қойылатын талаптарға сай қасиетитерімен, өлшемдерін, пішінін қамтамасыз ететін өңдеу тәсілдерін жан-жақты қарастыратын кешенді пәнге жатады.

Курста қаралатын сұрақтар келесілер:

- құрылымдық металдар мен қорытпалардың құрылысы мен қасиеттері;

- металдар мен қорытпалардың кристалдану процесі, температураның өзгеруіне байланысты олардың құрылымдарының өзгеруі;

- термиялық өңдеу тәсілдері және оның физикалық-механикалық қасиеттеріне тигізер әсерлері;

- құрылымдық және құрал-саймандық болаттар, ерекше физикалық және химиялық қасиеттер берілген болаттар мен қорытпалар;

- құрылымдық материалдардың төмен температурадағы қасиеттері, материалдарды таңдауға ұсыныстар;

- қара және түсті металдар мен қорытпаларды өндіру жолдары;

- құю өндірісінің қазіргі заманғы технологиялары, арнайы құю тәсілдері және құю сапасын бақылау, құйма қорытпаларына қойылатын талаптар;

- металдарды қысыммен өңдеу, дайындамаларды илемдеу, сымдау және штамптау тәсілдерімен өндіру, соғылмалау және қалыптау тәсілдері;

- металдарды пісіру және дәнекерлеу тәсілдері, пісіру машиналары туралы мәлімет және пісіру процестерін тиімді қолдану;

- материалдарды кесіп өңдеу, металл кескіш білдектердің құрылыстары.

Бұл курсты оқу белгіленген бұйымды жасауға тиімді материалды дұрыс таңдау үшін пайдалы.

Курсты оқу кезінде студенттерге теориялық білім берумен қатар зертханалық жұмыстар жасауда зертханалық қондырғылармен, кескіш білдектер түрлерінің құрылысымен танысу, реферат жазу жоспарланған.

ӘДЕБИЕТТЕР

2. Түленденова Н.Қ. –Материалтану – Өскемен, 2013. – 173 б.

3. Түленденова Н.Қ – Материалтану және құрылымдық материалдар технологиясы- Өскемен, 2010,- 164б.
Қосымша

5.Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.:Машиностроение, 1990.- 527 с.

6. Геллер Ю. А. Материаловедение /Ю.А.Геллер, А.Г. Рахштадт. -М: Металлургия, 1989. 455 с.

7. Никифоров В.М. Технология металлов и других конструкционных

материалов. -Санкт- Петербург: Политехника, 2003г.-383с.

9. Казаков Н.Ф. и др. Технология металлов и других конструкционных

материалов. - М.: Машиностроение, 1990.-688с

10. Кнорозов Б.В и др. Технология металлов и материаловедение. - М.:

Металлургия, 1987.- 800с

11. Технология металлов и сварка./Под ред. П.И.Полухина - М.: Высшая

школа, 1987.- 800с.

12. Самыратов С.Т. , Темір-Алина Н.М., Тұрысбекова Б.Т. Құрылымдық материалдар технологиясы.-Алматы, 2005.-258б.

13. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение. - М.: Высшая школа, 1990.- 446с.

14. Түленденова Н.Қ. – Металдар мен қорытпалардың механикалық қасиеттері, әдістемелік нұсқау, 1 бөлім, 2008. – 24 б.

15. Түленденова Н.Қ. – Металдар мен қорытпалардың құрылымын оқу және термиялық өңдеу, әдістемелік нұсқау, 2 бөлім, 2008. – 24 б.

16. Түленденова Н.Қ. – Құрылымдық материалдар технологиясы, әдістемелік нұсқау, 3 бөлім, 2009. – 57 б.

17. Орысша - қазақша сөздік. -1,2 т. Қазақ совет энциклопедиясының

бас редакциясы / Жалпы редакциясын басқарған Ғ.Ғ.Мұсабаев. – Алматы, 1978, 1 т. -575 б., 2 т. – 588 б.