Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

В.Н.БАРСУКОВ, А.П.ПЕТКОВА, Е.Н.КОСТЫЛЕВА

ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ

МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2013

УДК 620 (075.8)

ББК 30.3

Изложены принципы геометрической и структурной кристаллографии, кристаллохимии, кристаллофизики и теории дефектов кристаллического строения как фундаментальной базы материаловедения, проанализированы основные типы диаграмм состояния двойных сплавов и методы анализа диаграмм тройных сплавов, рассмотрен анализ фазовых превращений, определение фазового состава и структурного состояния материалов; описаны механизмы пластической деформации, фазовых и структурных превращений материалов в зависимости от их химического состава, структуры и условий тепловой обработки; рассмотрены основные классы и группы металлических и неметаллических материалов и их строение, знание которых необходимо бакалавру для успешного усвоения последующих дисциплин ООП и выполнения контрольных работ по дисциплине «Теория строения материалов».

Предназначено для студентов специальности 150100.62 «Материаловедение и технологии новых материалов».

Научный редактор проф. А.П.Петкова

Рецензенты: кафедра материаловедения и технологии художественных изделий горного университета

Барсуков В.Н., Петкова А.П., Костылева Е.Н.

Теория строения материалов: Учеб. пособие / Барсуков В.Н., Петкова А.П., Костылева Е.Н.; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2013. 158 с.

ISBN …-.-…..-…-.

УДК 620

ББК 30.3

ISBN …-.-…..-…-.

 Национальный минерально-сырьевой     университет «Горный», 2013

Содержание

	Стр.
Введение	4
Раздел 1. Геометрическая и структурная кристаллография	5
Раздел 2. Элементы кристаллохимии и кристаллофизики	26
Раздел 3. Идеальный кристалл и дефекты строения реальных кристаллических материалов. Точечные дефекты	34
Раздел 4. Дислокации, их движение и упругие свойства	40
Раздел 5. Дислокации и дефекты упаковки в типичных металлических структурах	51
Раздел 6. Пересечение дислокаций и их взаимодействие с точечными дефектами	60
Раздел 7. Дислокационные системы и границы раздела	68
Раздел 8. Строение твердых фаз и диффузия в металлических сплавах	79
Раздел 9. Кристаллизация расплавов	83
Раздел 10. Наклеп и рекристаллизация	92
Раздел 11. Диаграммы состояния (фазового равновесия) двойных и тройных систем	99
Раздел 12. Структуры, формирующиеся при неравновесной кристаллизации расплавов	123
Раздел 13. Превращения в металлических сплавах в твердом состоянии	128
Раздел 14. Диаграммы состояния и структура сплавов железа с углеродом	133
Раздел 15. Строение неметаллических материалов	149
Заключение	157
Библиографический список	158

Введение

Цель дисциплины – дать будущим бакалаврам по материаловедению и технологии материалов современные знания о закономерностях строения кристаллических и аморфных металлических материалов, полимеров, стекла, керамики и дефектах строения реальных кристаллов.

Задачи дисциплины:

- изучение основ и принципов геометрической и структурной кристаллографии, кристаллохимии, кристаллофизики и теории дефектов кристаллического строения как фундаментальной базы материаловедения;

- ознакомление с основными тенденциями и направлениями развития современного теоретического материаловедения;

- изучение основных типов диаграмм состояния двойных и тройных сплавов для анализа фазовых превращений, определения фазового состава и структурного состояния материалов;

- изучение механизмов пластической деформации, фазовых и структурных превращений материалов в зависимости от их химического состава, структуры и условий тепловой обработки;

- ознакомление с основными классами и группами металлических и неметаллических материалов и их строением.

Дисциплина относится к циклу Б2 (базовая часть). Для изучения дисциплины «Теория строения материалов» необходимы знания, умения и компетенции, полученные обучающимися при изучении дисциплин «Неорганическая и органическая химия», «Физика», «Физические и механические свойства материалов».

Знания, полученные при изучении дисциплины «Теория строения материалов» студентами специальности 150100 являются необходимыми при теоретичес­кой и практической подго­тов­ке будущих специалистов в области материаловедения и технологий материалов для оптимального выбора материалов для изделий различного назначения и технологий их обработки.

Предлагаемое издание является базовым в цикле материаловедческих дисциплин, изучаемых студентами этой специальности.