Металловедение

В книге приведены сведения о свариваемых конструкционных материалах, механизме образования неразъемных соединений конструкционных материалов и основных современных технологических процессах получения таких соединений – процессах сварки. Рассмотрена физическая сущность сварки. Описаны основные способы сварки плавлением, контактной сварки и сварки давлением, указаны области их рационального применения. Приведены сведения из истории изобретения и развития основных способов сварки. Соответствует современным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и профессиональным квалификационным требованиям. Учебное пособие предназначено для учащихся средних специальных учебных заведений, обучающихся по сварочным специальностям.

В пособии рассмотрены вопросы классификации процессов обработки металлов давлением, типы заготовок деталей снарядов, а также виды деформации: горячая, полугорячая, полухолодная и холодная. Приведены теория внешнего трения при пластической деформации, методы термической обработки материалов, классификация конструкций печей. Представлен расчетный аппарат для подготовки технологических процессов получения заготовок. Пособие предназначено для студентов IV и V курсов направления 17.00.00 «Оружие и системы вооружения», специальности 17.05.01 «Боеприпасы и взрыватели».

Практикум включает цикл лабораторных работ по материаловедению, которые могут быть полезны при подготовке специалистов в области пайки и сварки. В данном издании даются краткие теоретические сведения и порядок работ по микроструктурному анализу металлов и сплавов, построению диаграмм состояния сплавов, термической обработке сталей и т. д. Лабораторный практикум имеет исследовательский характер и направлен на развитие научно-исследовательских компетенций будущих специалистов в области материаловедения, пайки, сварки и родственных процессов. Практикум предназначен для студентов следующих направлений подготовки 15.03.01 «Машиностроение», 15.04.01 «Машиностроение», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов» и специальностей 15.02.08 «Технология машиностроения», 22.02.06 «Сварочное производство».

В пособии приводятся основные сведения о существующих видах сварки, сварочных материалах, способах механизации и автоматизации сварочных процессов, безопасности при выполнении сварочных работ. Большое внимание уделяется вопросам повышения прочности, надежности и качества сварных соединений, а также проблемам их свариваемости. Представлена методика расчета сварных соединений при различных видах загружений. Изложены основы теории образования сварочных напряжений и деформаций и описаны мероприятия по их снижению. Пособие предназначено для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению «Строительство» и изучающих раздел «Сварка металлических конструкций» дисциплины «Металлические конструкции, включая сварку»

В книге на основе оригинальной физической концепции представлены различные аспекты природы слабоустойчивых длиннопериодических состояний конденсированных систем. В настоящее время интенсивно изучаются полупроводниковые и металлические наноструктурные материалы, что связано с их особыми свойствами и перспективами использования первых в качестве базовых материалов для наноэлектроники, а вторых – специальных функциональных и конструкционных материалов. В подавляющем большинстве случаев наноструктурное состояние достигается особыми технологическими приемами, а физическая картина устойчивости, поведения, свойств и структуры таких материалов остается часто неясной. Именно фундаментальным физическим аспектам устойчивости, структуры наноматериалов посвящена данная книга. Для широкого круга специалистов – научных сотрудников и инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных систем (металлов и сплавов, полупроводников), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения.

В монографии последовательно и всесторонне на основе оригинальных физических представлений обсуждены различные аспекты природы образования и устойчивости бинарных и тройных соединений конденсированных систем. В настоящее время интенсивно изучаются новые металлические наноструктурные материалы, что связано с их особыми свойствами и перспективами использования в качестве базовых специальных функциональных и конструкционных материалов. В подавляющем большинстве случаев новые структурные состояния достигаются особыми технологическими приемами, а физическая картина поведения, свойств и структуры таких материалов остается часто неясной. Именно фундаментальным физическим аспектам структуры материалов на основе титана и никеля посвящена данная книга. Предназначена для широкого круга специалистов – научных сотрудников и инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных систем (металлов и сплавов, полупроводников), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения.

В учебном пособии рассмотрены свойства и применение алюминия, способы его производства, строение и свойства электролита, основы электролиза криолит-глиноземных реагентов, применение глинозема в производстве алюминия электролизом, конструкции электролизеров и основы их расчета, распределение тока, электромагнитные и газо-гидродинамические явления в электролизере, транспорт глинозема и системы автоматизированного питания глиноземом, управление процессом электролиза (АСУ ТП), серия электролиза. Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению 150100 – Металлургия, аспирантов и преподавателей. Может быть полезно широкому кругу инженерно-технических и научных работников, специализирующихся в области металлургии алюминия.

В учебном пособии рассмотрены классификация, свойства и применение цветных металлов в современной технике, используемые в их производстве сырье, топливо, огнеупорные материалы. Описаны пиро-, гидро- и электрометаллургические процессы и методы их термодинамического и кинетического анализов. Изложены основы производства алюминия, меди, свинца, приведены 90 примеров решения основных типов технологических задач и 210 задач для самостоятельного решения. Для студентов, магистрантов, аспирантов, преподавателей вузов и инженерно-технических работников, специализирующихся в области металлургии.

В учебном пособии рассмотрены свойства алюминия, сырье для его производства, состав и свойства электролита и физико-химические основы процесса электролиза, конструкции электролизеров, их монтаж и ремонт, обжиг и пуск, технологическое обслуживание, серия электролиза и её электроснабжение, транспорт и подача глинозема к электролизерам. Сведения об оборудовании и технологии электролитического производства алюминия дополнены контрольными вопросами по каждому разделу, примерами выполнения технологических расчетов и заданиями для самостоятельного анализа и решения. Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов, преподавателей вузов и инженерно-технических работников, специализирующихся в области металлургии.

В учебном пособии рассмотрены свойства и технологии сварки высокопрочных, жаропрочных (низколегированных теплоустойчивых), высоколегированных сталей, титановых и алюминиевых сплавов. Описаны специальные свойства каждой из групп материалов, их общее назначение и условия работы, проанализированы особенности сварки каждой из групп материалов. Приведены основные технологии, применяемые при сварке материалов, состав и специфика вспомогательных операций. Издание предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Оборудование и технология сварочного производства». Пособие может также использоваться при обучении по профилю подготовки «Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов» и другим родственным профилям по направлению «Машиностроение». Информация, изложенная в книге, также может быть полезна учащимся колледжей и техникумов, инженерно-техническим работникам различных отраслей промышленности и высококвалифицированным сварщикам.

Рассмотрены основы проектирования различных элементов сварных конструкций с учетом условий прочности и устойчивости; материалы, применяемые в сварных конструкциях; напряжения, деформации и перемещения, возникающие при сварке; причины хрупкого разрушения; методы повышения несущей способности. Представлен расчет прочности сварных соединений при статических и циклических нагрузках. Приведены контрольные вопросы для самопроверки и примеры решения задач. Для направления подготовки специалистов 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов» (специализации: «Проектирование технологических комплексов в сварочном производстве», «Диагностика и продление ресурса сварных конструкций», «Контроль и управление качеством в сварочном производстве»).

В учебном пособии рассматриваются современные сверхтвердые материалы (СТМ) для производства лезвийного и абразивного инструмента, который позволяет значительно повысить эффективность обработки многих современных специальных, жаропрочных сталей и сплавов. Приводятся физико-механические свойства СТМ, технологии их изготовления и технологические рекомендации по их эффективному применению при лезвийной и абразивной обработке труднообрабатываемых металлов. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам бакалавриата, магистратуры и специалитета направлений «Машиностроение», «Технологические машины и оборудование», «Автоматизация технологических процессов и производств», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Проектирование технологических машин и комплексов». Оно может быть полезно для инженеров-технологов промышленных предприятий машиностроительного профиля.

Учебное пособие посвящено актуальным вопросам технологии механической обработки заготовок в машиностроении. В нем рассмотрены основные конструкционные материалы, применяемые в машиностроении, и особенности их обработки лезвийным и абразивным инструментами. Приводятся составы и свойства современных инструментальных материалов, геометрии режущей части инструментов и рекомендации по их эффективному применению при механической обработке заготовок деталей машин. Рассматриваются основные технологические аспекты механической обработки заготовок – точность, качество, производительность, технологичность изделия и технологическая наследственность, что в конечном итоге влияет на экономическую эффективность всего процесса изготовления изделия. Рассматриваются многочисленные примеры по назначению режимов обработки и нормированию операций механической обработки заготовок деталей машин. Соответствует современным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и профессиональным квалификационным требованиям. В книге приводится большое количество справочных данных, которые будут полезны студентам ссузов при разработке конкретных технологических процессов механической обработки заготовок для конкретных условий промышленного производства.

Рассмотрены вопросы защиты металлов от коррозии, производство и применение коррозионностойких материалов для изготовления трубопроводов. Представлен анализ аварий на трубопроводах и технологическом оборудовании. Освещены вопросы создания и применения различных ингибиторов коррозии, электрохимических приемов защиты технологического оборудования и трубопроводов. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство». Представляет интерес для специалистов в области проектирования, строительства и эксплуатации инженерных систем водоснабжения и водоотведения.

Монография посвящена изучению механизмов разрушения и анализу поломок деталей машин, механизмов, технологического оборудования, происходящих в конкретных условиях эксплуатации. Отражены основные механизмы разрушения, классифицированы и описаны подходы к определению кинетики зарождения и распространения трещин. Сформулированы основные термины и определения в области фрактографического анализа. Подробно рассмотрены фрактографии изломов изделий, разрушение которых произошло при определенных условиях эксплуатации. На основании проведенных исследований были сделаны выводы о причинах их разрушения. Предназначена для научных и научно-педагогических работников, аспирантов, а также может быть использована как дополнительная литература для бакалавров и магистрантов, обучающихся по направлениям подготовки 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», 22.03.02 «Металлургия».

Рассмотрены принципиальные схемы и конструкции основных узлов установок совмещенного непрерывного литья и обработки металлов давлением, области их применения. Предназначено студентам направлений 22.04.02 «Металлургия», 22.04.02.07 «Теория и технология литейного производства цветных металлов и сплавов», обучающимся по программе магистров, а также аспирантам специальности 2.6.3 «Литейное производство».

Рассмотрены проблемы образования некоторых видов периодических структур сварных швов: структур типа «Humping» (или структур типа «пилы» при сварке торцевых соединений), периодического прожога при сварке стыковых соединений, а также периодических структур типа слоистой неоднородности сварных швов. Исследование процессов формирования проводится на основе физического моделирования процессов сварки, при этом в качестве базовой модели использована ванна расплава, образующаяся на торце одиночного образца при его оплавлении различными источниками нагрева. Большинство глав посвящено формированию швов торцевых соединений. Рассматриваются и другие проблемы, связанные с формированием сварных швов, такие как модели сварочной ванны, количественная оценка различных по природе источников нагрева с точки зрения формирования сварных швов и др. Для научных и инженерно-технических работников, занятых в области сварочного производства. Может быть полезно студентам, аспирантам и преподавателям технических учебных заведений.

Рассматривается термодинамический анализ пирометаллургических переделов с прогнозированием выхода и состава образующихся продуктов. Расчёты равновесных составов фаз в оксидных и сульфидных системах, содержащих цветные металлы, выполнены с использованием программного комплекса HSC Chemistry (Outotec Research Oy). Получены термодинамические данные для смеси предварительно обожженных окисленных никелевых и сульфидных медных руд. Даны сведения о кинетике и механизме обжига для определения удельной производительности печи кипящего слоя, температуры и продолжительности ведения процесса. Для технических специалистов в цветной металлургии и студентов, обучающихся по профильным специальностям.

Изложены научные основы создания установок совмещенного процесса непрерывного литья и деформации (НЛД) для производства листов из сплавов алюминия и трехслойных биметаллических полос. Описана методика расчета напряженно-деформированного состояния металла в очагах деформации с использованием пакета ANSYS. Представлены результаты теоретического исследования напряженно-деформированного состояния металла в очагах деформации при формировании тонкого сляба из оболочки с жидкой фазой и его обжатии бойками установки. Установлены закономерности распределения напряжений в бойках установки от усилия обжатия при получении листов из сплавов алюминия. Приведены результаты исследования напряженно-деформированного состояния металла плакирующего слоя при получении трехслойного биметалла алюминий-сталь-алюминий. Для специалистов в области литейного производства.

Показаны особенности высокотемпературных фазовых переходов и взаимодействия природных пирротинов с кислородом. Рассматривается кинетика окисления колчеданных руд и пирротиновых материалов, которая тесно связана с реакционной способностью сульфидов железа – пирита и пирротина, определяемой тонкими особенностями их структуры. Обобщены известные данные по кристаллохимическим явлениям, характерным для кристаллических решёток указанных минералов в окислительной газовой атмосфере. Для технических специалистов в цветной металлургии и студентов, обучающихся по профильным специальностям.