Основы металловедения (1980)

Научный работник рассматривает образец металла под микроскопом.

Металловедение наука о строении и свойствах металлов сплавов.

Исследование металла на прочность.

Автомобили движутся по улице города.

Едет электричка.

Взлетает самолет.

Памятник, посвященный освоению космоса.

Памятник П.П. Аносову, великому русскому металлургу.

Изучая булатную сталь, Аносов установил, что качество металла связано с его кристаллическим строением.

Фотография Д.К. Чернова, основоположника науки о металлах.

Чернов доказал, что кристаллы возникают в определенный момент охлаждения металла.

Рост кристаллов идет во все стороны с неодинаковой скоростью, поэтому в результате образуются древовидные кристаллы дендриты.

Кадры с реальным изображением кристаллов соли, аналогичный процессу кристаллизации металлов.

Такая структура характерная для литых металлов.

Как и все материалы в природе металлы состоят из атомов.

В жидком металле атомы находятся в непрерывном движении, а при остывании располагаются в геометрически правильном порядке.

Образуются кристаллические решетки.

Представление о решетке дает изображение одного ее элемента - ячейки.

В металлах наиболее часто встречаются три вида ячеек.

Изображение этих решеток и перечень металлов, к которым относятся подобные решетки.

Структура сплавов гораздо сложнее структуры чистых металлов.

В лабораторной печи расплавляются несколько видов металлов.

Металлокомпоненты обычно растворяются друг в друге.

Образуется однородный жидкий раствор.

Раствор заливается в форму.

В твердом состоянии структура сплавов будет различной, в зависимости от природы составляющих металлов и характера их взаимодействия.

Мультфильм, поясняющий струтуру сплавов свинца с сурьмой и олова с цинком.

Структура механической смеси двух металлов под микроскопом.

Понятие твердого раствора.

К ним относятся сплавы меди с никелем, железа с хромом и другие.

Схема структуры твердого раствора.

Преобразование кристаллической решетки при химическом соединении.

В структуре сплава часто встречаются химическое соединение и механическая смесь.

Электронный микроскоп.

На диаграмме представлено состояние железоуглеродистых сплавов с разным содержанием углерода при различных температурах в условиях равновесия.

Сплавы с содержанием углерода до 2% называются сталями.

Выше верхней линии диаграммы (линии ликвидуса) все железоуглеродистые сплавы находятся в жидком состоянии.

Готовую сталь из печи выпускают в разливочный ковш, а из ковша в особые формы - изложницы.

Сталь в изложницах охлаждается неравномерно, поэтому кристаллическое строение слитка получается неоднородным.

Мультфильм, поясняющий этот процесс.

Остывшие слитки нагревают до температуры, при которой металл приобретает пластичность.

Затем слитки поступают на обжимные станы.

Из заготовок получают прокат разного размера и профиля.

При изменении формы заготовки меняется структура металла.

Заготовки в виде стальных стержней.

Основное влияние на структуру и свойства металла оказывает содержание углерода.

Стали с содержанием углерода до 0,8% называются конструкционными.

Структура такой стали.

Конструкционные стали обладают достаточной прочностью и пластичностью и применяются для изготовления различных деталей машин.

Структура стали с содержанием углерода более 0,8%.

Такая сталь обладает повышенной твердостью и называется инструментальной сталью.

Углеродистая инструментальная сталь применяется для изготовления инструмента, работающего при небольших нагрузках и малых скоростях резания.

Сверление отверстий.

Чтобы улучшить качество металла и придать им особые свойства в углеродистую сталь добавляют легирующие элементы.

С помощью легирующих добавок получают конструкционную сталь для наиболее ответственных деталей машин.

К конструкционным сталям с особыми физико-химическими свойствами относятся жаропрочные, кислотостойкие, с повышенным электрическим сопротивлением и многие другие специальные стали, и сплавы.

Спутник.

Образцы инструмента, изготовленного из легированных быстрорежущих сталей.

Этот инструмент работает при высоких скоростях резания и температуре до 600 градусов.

Работа штампа.

Для их изготовления применяют легированные стали, обладающие комплексом необходимых свойств.

Сплавы с содержанием углерода выше 2% называются чугунами.

Обычно применяются сплавы с содержанием углерода 2,5-5%.

Понятие белого чугуна.

Такие чугуны не поддаются механической обработке, очень тверды и хрупки.

Проверка белого чугуна на прочность.

Поэтому они идут в передел.

В металлургии - на сталь, в машиностроении на ковкий чугун.

Процесс переработки белого чугуна в ковкий.

Структура ковкого чугуна.

По сравнению с белым чугуном ковкий имеет большую пластичность.

Испытание образца на пластичность.

Образцы деталей из ковкого чугуна.

Отливки из ковкого чугуна обладают достаточной прочностью и хорошо поддаются механической обработке.

При повышенном содержании в чугуне кремния и пониженном содержании марганца чугун называется серым.

Излом серого чугуна.

Структура серого чугуна.

Образцы отливок из серого чугуна.

Качество серого чугуна можно повысить за счет присадки в жидкий металл небольшого количества магния.

Процесс присадки магния в чугун.

Структура чугуна после присадки.

Такой чугун называется особо прочным.

Отливка из такого чугуна - заготовка коленчатого вала.

Основным способом повышения качества стали является термическая обработка.

Вывоз заготовок из печи после термической обработки.

Охлаждение заготовок.

Процесс термической обработки металла на графике.

Отжиг.

Нормализация.

Закалка.

Понятие отпуска заготовок и его виды.

Обработка коленчатого вала.

Обработка зубьев шестерен.

Такие детали проходят поверхностную обработку.

Процесс упрочнения деталей с нагревом токами высокой частоты.

Генератор токов высокой частоты.

Глубина закаленного слоя детали.

Автоматизированный станок для закалки больших деталей.

Процесс химико-термической обработки.

Разновидность такой обработки - газовая цементация.

Мультфильм, поясняющий этот процесс.

Процесс закаливания деталей.

Другой способ химико-термической обработки - азотирование.

Мультфильм, поясняющий этот процесс.

Мультфильм, поясняющий процесс цианирования.

Процесс термомеханической обработки.

Проверка на прочность детали после термомеханической обработки.

Чередование кадров технологических линий на металлургическом производстве.