Металловедение и термическая обработка металлов

В соответствии с решениями XXVI съезда КПСС повышение качества и долговечности промышленной продукции является одной из наиболее актуальных проблем. Повышение качества металла и его механических свойств — основной путь увеличения долговечности деталей и один из главных источников экономии сталей и сплавов.

Для решения этой проблемы технолог (инженер-металлург, инженер-механик) должен владеть основами повышения качества и долговечности изделий за счёт рационального выбора материалов и методов их упрочнения при достижении высокой технико-экономической эффективности. В учебнике этим вопросам уделено основное внимание.

По сравнению со вторым изданием учебник подвергся существенной переработке. Автор отразил в учебнике современные достижения отечественного и зарубежного металловедения, уделяя основное внимание физической сущности явлений, при сохранении инженерной направленности книги. В учебник введены новые разделы.

В соответствии с основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981–1985 годы и на период до 1990 года в книге дано описание новых видов термической, термомеханической, химико-термической обработки стали и цветных сплавов.

Большое внимание уделено оценке конструкционной прочности металла и сплавов, определяющей их долговечность и надёжность против внезапных хрупких разрушений.

Автор не претендует на исчерпывающую полноту изложения всех вопросов металловедения, а стремится последовательно на современном научном уровне в доступной форме изложить вопросы, предусмотренные программой курса «Материаловедение» и «Металловедение и термическая обработка металлов» для технологических специальностей металлургических и машиностроительных вузов.

Учебник поможет инженерно-техническим работникам, недавно пришедшим на производство, увязать свои теоретические знания с практической работой и облегчить понимание специальной литературы по металловедению и термической обработке, а имеющим практический опыт работы — обновить теоретические знания.

В третьем издании книги учтены замечания, сделанные ко второму изданию. Автор признателен коллегам за их замечания, которые способствовали совершенствованию учебника.

Автор приносит глубокую благодарность профессору, доктору технических наук М. Л. Бернштейну за ценные советы и замечания, которые были даны им при рецензировании рукописи учебника, а также профессору, доктору технических наук А. Г. Рахштадту за целый ряд важных предложений, внесённых в рукопись. Автор благодарен младшему научному сотруднику Т. М. Боровской за подготовку материалов рукописи к изданию.

Металловедение — наука, изучающая зависимость между составом, строением и свойствами металлов и сплавов и закономерности их изменения под воздействием внешних факторов: тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных.

Впервые связь между строением стали и её свойствами была установлена П. П. Аносовым (1799–1855 гг.).

Важнейшие положения научного металловедения были заложены русским металлургом Д. К. Черновым (1839–1921 гг.), который в 1868 г. открыл внутренние структурные превращения в стали при нагреве и охлаждении. В 1878 г. им были изложены основы современной теории кристаллизации металлов. Эти и последующие работы Д. К. Чернова создали фундамент современного металловедения и термической обработки стали.

В начале XX в. большую роль в развитии металловедения сыграли работы Н. С. Курнакова, применившего для исследования металлов методы физико-химического анализа (электрический, дилатометрический, магнитный и др.). Н. С. Курнаковым и его учениками было изучено большое число металлических систем, построены диаграммы состояния и установлены зависимости между составом, структурой и свойствами сплавов.

Широкое использование рентгеновского анализа, предпринятое с начала 20-х гг., позволило установить кристаллическое строение металлических сплавов и фаз и изучить изменение его в зависимости от обработки сплава. Эти важные исследования выполняли М. Лауэ и П. Дебай (Германия), Г. В. Вульф (СССР), У. Г. Брэгг и У. Л. Брэгг (Англия), А. Вестгрен, В. Фрагмен (Швеция) и др.

Начиная с 1928–1930 гг. большое внимание уделяется теории фазовых превращений в сплавах. Это дало возможность определить механизм превращений и разработать теорию и практические вопросы термической обработки стали, дуралюмина и ряда других технически важных сплавов. В числе работ, выполнявшихся в этом направлении, следует прежде всего отметить исследования С. С. Штейнберга и его школы (СССР), Э. Бэйна и Р. Мейла (США) и Велера (Германия).

Весьма большое значение в развитии как металлофизики, так и металловедения имели работы Г. В. Курдюмова, А. А. Бочвара, В. Д. Садовского, С. Т. Конобеевского (СССР), Юм-Розери и Н. Мотта (Англия), Ф. Зейтца (США) и др.

В создании новой технологии термической и химико-термической обработки стали и изыскании различных композиций сплавов велика заслуга советских учёных Н. А. Минкевича, Н. Т. Гудцова, А. А. Бочвара и др.

Металловедение в связи с непрерывным ростом уровня современной техники, усложнением и расширением требований, предъявляемых к свойствам и качеству металлических сплавов, продолжает успешно развиваться и в настоящее время.