Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Макиенко, Н. И. Слесарное дело с основами материаловедения учебник

.pdf
Скачиваний:
165
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
19.57 Mб
Скачать

Н.И.Макиенко

слесарное

дело

С ОСНОВАМИ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Н. И. МАКИЕНКО

СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО С ОСНОВАМИ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ИЗДАНИЕ 5-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ

О добрено Ученым советом Государственного комитета Совета Министров СССР

по профессионально-техническому образованию

в качестве учебника для подготовки рабочих на производстве

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА» МОСКВА 1974

ҢП4.7

М15

Макненко Н. И.

лиг. Слесарное дело с основами материаловедения. Учебник для подготовки рабочих на производстве. Изд. 5-е, переработ. М., «Высш. школа», 1974.

464с с илл.

Вкниге описаны слесарные операции, приведены сведения о назначении и применении оборудования, ин­ струментов и приспособлений, изложены приемы выпол­ нения слесарных работ и способы их механизации, опи­ саны контрольно-измерительные инструменты, изложены сведения сцдопусках и посадках.

Книга содержит также сведения о физических, ме­ ханических и технологических свойствах металлов, о ме­ тодах получения заготовок, о неметаллических материа­ лах, даны общие понятия о металлургии и термической обработке.

31208-31

81—73

6П4.7

М-----—-----

052(01)—74

 

 

Отзывы и замечания просим направлять по адресу:

Москва, К-51, Неглинная ул., 29,14, издательство «Выс­ ылая школа»,

Книга предназначается в качестве учебника для подготовки рабочих на производстве и может быть использована учащимися технических и профессиональ­ но-технических училищ.

Гро п блн’-.чгл

!

на; но-т не,-;

ктч

J

б и б л и о ы ; а

у

1

ЭКЗЕМПЛЯР

 

і

Ч И Т А Л Ь Н О Г О О /,Г ■,

І

~ ю т ш ^

(^ ) Издательство «Высшая школа», 1974

ПРЕДИСЛОВИЕ

Внедрение в промышленность, строительство и сельское хозяй­ ство новой техники, эксплуатация современных машин, механиз­ мов, приборов II аппаратов требуют подготовки высококвалифици­ рованных специалистов.

Развитие промышленности идет путем совершенствования ма­ шин, повышения требований, предъявляемых к их качеству, т. е. точности, долговечности, износостойкости.

В Отчетном докладе ЦК КПСС XXIV съезду партии отмечает­ ся, что «современное производство предъявляет быстрорастущие требования не к одним лишь машинам, технике, но и прежде всего к самим работникам, к тем, кто эти машины создает и этой техни­ кой управляет. Специальные знания, высокая профессиональная подготовка, общая культура человека превращаются в обязатель­ ное условие успешного труда все более широких слоев работ­ ников» *.

В нашей стране подготовка квалифицированных рабочих для всех отраслей народного хозяйства осуществляется в плановом порядке путем обучения молодых рабочих в профессионально-тех­ нических училищах, а также на производстве методом индивидуаль­ но-бригадного обучения.

Профессия слесаря на современном предприятии является одной из наиболее распространенных профессий, и ее значение с ростом механизации и автоматизации производственных процессов воз­ растает, так как в значительной мере качество изготовляемой про­ дукции и бесперебойная работа, например, автоматических линий и устройств зависят от слесарей.

Слесарные работы встречаются во всех отраслях промышлен­ ности. Круг работ настолько разнообразен,1что слесари, как пра­ вило, специализируются по одному из видов работ: лекально-ин­ струментальным, механосборочным, ремонтным, монтажным и др. Но основным для слесаря является выполнение операций: размет­ ки, рубки, правки, гибки, резки, опиливания, сверления, зенкерованпя и развертывания отверстий, нарезания резьбы, шабрения, притирки и доводки, клепки и паяния.

* Материалы XXIV съезда КПСС. Издательство политической литературы,

М., 1971, стр. 41.

3

Эти операции и работы выполняются ручными и механизиро­ ванными инструментами, которыми слесарь должен умело поль­

зоваться.

работ необходимо знать

свойства

Для выполнения слесарных

и особенности обрабатываемых

металлов и сплавов,

а также

устройство контрольно-измерительных инструментов и правила пользования ими.

При подготовке учебника к переизданию автором учтены реко­ мендации предприятий, учебных и курсовых комбинатов, а также педагогических работников учебных заведений профессиональнотехнического образования и многих читателей, приславших свои пожелания и замечания, направленные на улучшение книги,

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ОСНОВЫ МАТІРИАЛѲІЕДіНИЯ

■Металловедение — наука, изу­ чающая состав, внутреннее строе­ ние и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи, а также законо­ мерности их изменения при тепло­ вом, химическом и механическом воздействии. Эта наука не толь­ ко объясняет внутреннее строение и свойства металлов и сплавов, но и устанавливает закономерную зави­ симость между внутренним строе­ нием сплава и его свойствами, а также определяет наилучшнй состав, метод изготовления и обработки сплава для получения требуемых свойств.

Сведения о металлах и их сплавах были известны в глубокой древности и накапливались веками. Они сыгра­ ли огромную роль в развитии мате­ риальной культуры общества, так как легли в основу развития всех от­ раслей народного хозяйства. Однако эти сведения не были систематизиро­ ваны, не носили научного характера. Подлинное развитие науки о метал­ лах (металловедение) началось в XIX в. в связи с развитием физики, химии и других наук. В наше время металловедение тесно связано с фи­ зикой и химией. Применение точной физической и химической аппарату­ ры и внедрение различных методов испытаний (механических, рентге­ новских, оптических) дали возмож­ ность в течение нескольких десятиле­ тий исследовать природу металлов

иих сплавов.

Вразвитии науки о металлах

исключительные заслуги имеют мно-

П. П. Аносов (1797—1851)

Д К. Чернов (1839—1921)

Н. С. Курнаков (1860—1941)

гие наши соотечественники. Выдаю­ щаяся роль принадлежит русскому металлургу П. П. Аносову, получив­ шему высококачественную сталь. П. П. Аносов установил зависимость свойств металлов от их кристалличе­ ского строения и впервые применил микроскоп для изучения внутреннего строения стали на полированных и травленых шлифах (образцах).

Русский инженер Д. К. Чернов по

праву считается «отцом металлогра­ фии» стали. Он углубил научные ме­

тоды изучения металлов и объяснил процессы, которые происходят при нагревании и охлаждении стали, и показал, как следует управлять этими процессами. Таким образом, Д. К. Чернов заложил основы совре-

менного производства черных металлов и их термической обработки.

Рис. 1. Тракторный двигатель и металлы, из которых сделаны его детали

/ — углеродистая

сталь с

повышенным содержанием марганца

(зубча­

тый венец

маховика),

2 — серый чугун,

сталь, бронза,

алюминий,

пру­

жинная

сталь

(детали

топливного насоса), 3 — серый чугун (блок

кар­

тера),

4 — пружинная

сталь

(пружина

клапана),

5 — хромоникелевая

сталь (впускной клапан),

0 — клапанная

жаропрочная

сталь, 7 — угле­

родистая

сталь

(поршневой

палец).

8 — легированный

чугун

(гіільза

блока),

9 — износоустойчивый

чугун

(поршневое

кольцо),

10 — алюми­

ниевый

сплав

(поршень),

// — бронза

(упорное

кольцо),

12 — улеродп-

стая сталь с

повышенным

содержанием

марганца

(коленчатый

вал),

 

 

.

із — высокооловянный баббит (вкладыш)

 

 

 

 

S

Н. С. Курнаков научно обосновал процесс образования сплавов и возможность получения сплавов с нужными свойствами. Многие его работы положены в основу изучения металлов.

В дальнейшем развитии металловедения большие заслуги имеют советские ученые А. А. Байков, А. А. Бочвар, С. С. Штейнберг и др. Выдающаяся роль в разработке теории и практики про­

изводства металлов принадлежит

академикам М.

А. Павлову,

II. П. Бардину и другим деятелям науки и производства.

Знание металловедения позволяет правильно выбрать металлы

и сплавы для изготовления различных

по

назначению деталей.

На примере тракторного двигателя

(рис.

1)

можно

видеть, сколь

многочисленны металлы и сплавы, необходимые для изготовления его деталей. Эти металлы и сплавы должны быть подобраны в соответствии со свойствами, обеспечивающими надежную и дол­ говечную работу двигателя.

Г ла в а I.

СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

§ 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Все окружающие нас тела — твердые, жидкие и газообразные (природные и полученные искусственно) — состоят из различных веществ, которые разделяются на простые и сложные. Все они состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами, а каждая молекула состоит из еще более мелких частиц, называемых ато­

мами. В том случае, когда

молекулы состоят из неодинаковых

атомов, вещество называется

с л о жн ым . Если молекулы состоят

из одних и тех же атомов, вещество называется прос т ым . Содер­ жание металлов в земной коре показано на рис. 2. Как видно из рисунка, основную массу земной коры составляют девять элемен­ тов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий,

магний и водород. Эти

 

вещества

составляют

бо­

Алюминий 7%

лее 98%

(по весу).

 

Самыми

распростра­

Железо 5%

ненными металлами в зем­

 

ной

коре

являются алю­

Кальций 3%

миний

(7%

по

весу)

и

Натрий 3%

железо

(5%).

 

 

 

 

элементы

Калий 2%

Химические

разделяют на две группы:

Магний 2%

металлы п неметаллы (ме­

Водород1%

таллоиды).

 

 

 

4 Остальные 2 %

Характерным

призна­

Рис. 2. Распространенность элементов в зем­

ком

металлов

является

ной коре

прежде всего металлический блеск в изломе. Большинство металлов характеризуется ковкостью. Исходя из этих признаков, М. В. Ло­ моносов более 200 лет назад дал такое определение металла: «Ме­ таллом называется светлое тело, которое ковать можно»*.

Позднее были обнаружены и другие признаки, характерные для металлов: хорошая проводимость тепла и электрического тока, способность свариваться, поддаваться прокатке, волочению. При комнатной температуре все металлы, кроме ртути, являются твер­ дыми телами.

Следовательно, м е т а л л а м и

называются химические эле­

менты,

характерными

признаками

которых

являются непрозрач­

ность,

блеск, хорошая

проводимость тепла

и электрического тока,

а для многих металлов также ковкость и способность свариваться. Благодаря развитию химического производства наряду с метал­ лами большое значение приобрели неметаллы. Н е м е т а л л ы — это простые вещества, не обладающие свойствами, характерными для металлов: не имеют «металлического» блеска, плохо проводят тепло и электрический ток. Некоторые из неметаллических веществ при обычных условиях газообразны, например кислород, водород,

азот и др.

§ 2. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изучение внутреннего строения металлов и сплавов позволило ученым сделать вывод о том, что изменения свойств металлов и сплавов определяются особенностями их внутреннего строения. По современной теории строения атомов каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него с огромной скоростью отрицательно заряженных электронов.

Ядро, несмотря

на незначительный

его

размер по сравнению

с размерами атома,

сосредоточивает в

себе

99,98% всей массы

атома. Ядро атома состоит из положительно заряженных элемен­ тарных частиц — протонов и нейтральных элементарных частиц — нейтронов.

Электроны вращаются по орбитам, находящимся на разном расстоянии от ядра. Наибольшее влияние на свойства элементов оказывают электроны, вращающиеся по внешней орбите, опреде­ ляющие собой валентность элемента, почему эти электроны и полу­ чили название валентных. Число их на внешней орбите может до­ ходить до 8.

Вметаллах свободные электроны непрерывно перемещаются между ионами, но не покидают поверхность металла.

Вметаллах и сплавах атомы объединяются в кристаллические решетки и располагаются в них в определенном порядке.

Тела, в которых атомы расположены хаотически, т. е. в беспо­ рядке, называются а м о р ф н ы м и . К ним относятся клей, пласт­ массы, стекло, смолы и др.

* М. В. Ломоносов. Первые основания металлургии или рудных дел. Соч., т. 7. Изд-во АН СССР, 1934, стр. 25.

S

К р и с т а л л и ч е с к и е

р е ш е т к и металлов

могут быть раз­

личных типов. На рис. 3

показано расположение

атомов (ионов)

вэлементарных кристаллических решетках трех типов: кубической объемно-центрированной, кубической гранецентрированной и гек­ сагональной.

Кубическая объемно-центриро­ ванная решетка представляет со­ бой центрированный куб с де­ вятью атомами, из которых восемь атомов размещены в вершинах куба и одни в центре (рис. 3, а).

Кубическая с центрированны­ ми гранями решетка имеет четыр­ надцать атомов, восемь располо­ женных по углам решетки и шесть

вцентре каждой грани (рис. 3, б).

Гексагональная решетка (рис. 3, в) имеет семнадцать ато­ мов, из которых двенадцать раз­ мещены в вершинах шестигранной призмы, два — в центре оснований и три — в среднем сечении.

Размеры кристаллической ре­ шетки характеризуются ее пара­ метрами. Размер кубических кри­ сталлических решеток определя­ ется одним параметром — длиной ребра а куба; размер гексагональ­ ной кристаллической решетки — двумя параметрами а и с или от-

с

ношением ~-

Многократная повторяемость кристаллических решеток обра­ зует кристалл.

Рис. 3. Элементарные кристалли­ ческие решетки:

а — кубическая объемно-центрирован­ ная, б кубическая гранецентрцрозанная, s — гексагональная

§ 3. ПРОЦЕСС КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Свойства металлов и сплавов зависят от формы кристаллов, от числа частиц, составляющих отдельные кристаллы, от расстояния между частицами в кристаллах, от взаимного расположения кри­ сталлов.

Большое влияние на свойства металлов и сплавов оказывают также особенности процесса кристаллизации, т. е. явления, сопут­ ствующие переходу металлов и сплавов из жидкого состояния в твердое.

Температура, при которой металл или сплав переходит из жид­ кого состояния в твердое, называется к р и т и ч е с к о й т е м п е ­ р а т у р о й или к р и т и ч е с к о й т о ч к о й .

9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ