1.Предмет,методы и объекты изучения дисциплины «Технология материалов»

Технология-наука,изучающая последовательность действий по превращению исходного сырья в готовую продукцию.

Виды технологии:

1Практическая—реализуется на практике и характеризуется продукцией

2Теоритическая-технология научных исследований,которая не всегда реализуется на практике.

2.Общая классификация и характеристика свойств материалов.

Классификация материалов:

1Металлические материалы

2Неметаллические материалы

3Композиционные материалы

Металлы-вещество облодающая специфическим блеском, ковкостью, тягучестью, хорошо проводящие тепло и электричество.

НЕМЕТАЛЛЫ-ВЕЩЕСТВА ХРУПКИЕ,ЛИШЕНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО БЛЕСКА,ИМЕЮТ НИЗКУЮ ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ-МАТЕРИАЛЛЫ,СОСТОЯЩИЕ ИЗ ДВУХ РАЗНООДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛЛОВ.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО РОКВЕЛЛУ

2ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО БРИНЕЛЛЮ

3ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО ВИККЕРСУ

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

1ФИЗИЧЕСКИЕ

2ХИМИЧЕСКИЕ а)ХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ б)ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

1ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА:жидкотекучесть;усадка;ликвация

2СПОСОБНОСТЬ ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ

3СПОСОБНОСТЬМАТЕРИАЛЛА К ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

4СВАРИВАЕМОСТЬ

Эксплуатационные свойства

1-Износостойкость, 2-Коррозионная стойкость, 3-жаростойкость, 4-хладностойкость, 5-антифрикционность.

Механические свойства

1-Прочность, 2-Пластичность,3-Ударная вязкость,4-Твердость.

3 Особенности кристаллического строения металлов и сплавов

МЕТАЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ

СПЛАВ-вещество,полученное сплавлением двух и более элементов(компонентов)

МЕХАНИЧЕСКАЯ СМЕСЬ(ЭВТЕКТИКИ,ЭВТЕКТОИДЫ);ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ;ТВЕРДЫЙ РАСТВОР(КРИСТАЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА ТВЕРДЫ РАСТВОРОВ ЗАМЕЩЕНИЯ,ВНЕДРЕНИЯ)

СТРУКТУРНЫЕ СОСТОВЛЯЮЩИЕ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

1-АУСТЕНИТ;2-ЦЕМЕНТИТ;3-ЛЕДЕБУРИТ;4-ФЕРРИТ;5-ПЕРЛИТ;6-ГРАФИТ

ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

СТАЛИ 0,02-2.14 (ДОЗЕТЕКТОЙДНЫЕ-0.02-0.8;ЭВТЕКТОЙДНЫЕ-0.8; ЗАЭВТЕКТОЙДНЫЕ-0.8-2.14)

ЧУГУНЫ2.14-6.67(ДОЗЕТАКТИЧЕСКИЕ(2.14-4.3;ЭВТЕКТИЧЕСКИЕ-4.3;ЗАЭВТАКТИЧЕСКИЕ-4.3-6.67)

4. Кристалические решетки металлов и их основные типы

1.Объемноцентрированая кубическая(ОЦК)-в котором атомы расположены в вершинах куба и в центре куба

2.Гранецентрированная кубическая(ГЦК)-атомы расположены в вершинах куба и в центре каждой грани

3.Гексагональная с плотной с плотной упаковкой атомов(ГПУ)-атомы расположены в углах и центре шестигранной призмы

4.Гетрагональная решетка-основание-квадрат,а бокавые грани-прямоугольник

Параметры кристаллической решетки

1Координационное число Z;2период решетки,;3базис решетки;4коэффициент компактности

5.Дефекты кристаллических решетак.Их влияние на свойства металлов.

Дефекты кристаллических решетак:

1.Точечные дефекты (самые распостранённые)

Эти дефекты малы во всех трех измерениях и размеры их не превышают нескольких атомных диаметров.

К точечным дефектам относят вакансии («дырки» – дефекты Шоттки), межузельные атомы (дефекты Френкеля), примесные атомы образующие твердые растворы внедрения и замещения.

Вакансии образуются в результате перехода атомов из узлов решетки на поверхность, или их полного испарения с поверхности кристалла

С повышением температуры концентрация вакансий возрастает.

Межузельные атомы – эти дефекты образуются в результате перехода атома из узла решетки в междоузлие (на месте атома образуется вакансия). В металлах возникают очень трудно, связано с большими затратами энергий на переход атома в междоузлие.

Атомы примесей присутствующие даже в самом чистом металле, как правило, образуют твердые растворы.

Дефекты Шоттки и Френкеля оказывают влияние на свойства металлов: электропроводность, магнитные свойства, предопределяют процесс диффузии в металлах.

2.Литейные дефекты (дислокации)

Эти несовершенства имеют малые размеры в двух измерениях и большую протяженность в третьем измерении. Дефект имеет протяженность несколько межатомных расстояний.

К линейным дефектам относятся дислокации, цепочки вакансий или цепочки межузельных атомов.

Различают дислокации следующих видов: краевые, винтовые.

Краевая дислокация – представляет собой локализованное искажение кристаллической решетки, вызванное в ней наличием в ней «лишней» атомной полуплоскости – экстроплоскости.

Винтовая дислокация образуется также при кристаллизации или сдвиге. Винтовую дислокацию можно определить как сдвиг одной части кристалла относительно другой.

Дислокации влияют на прочностные пластические свойства металлов; а также и на их физические свойства – увеличивают электросопротивление, скорость диффузии и др

3.Поверхностные дефекты (крошицы зерен, фрагментов и зерен)

Эти дефекты малы только в одном измерении. К ним относятся границы зерен, границы блоков, дефекты упаковки, двойниковые границы.

Металлы, используемые в технике, состоят из большого числа кристаллов неправильной формы, называемых зернами или кристаллитами. По границам между зернами металла нарушается правильность строения кристаллической решетки. Обычно зерна повернуты произвольно.

4.Объемные дефекты (поры, микротрещины и др.)

К объемным (трехмерным) дефектам относят такие, которые имеют размеры в трех измерениях: неметаллические включения, царапины, макроскопические трещины, поры и т. д.

6.Кристаллизация металлов….

Кристаллизация – это процесс образования участков кристаллической решетки в жидкой фазе и рост кристаллов из образовавшихся центров.

Кристаллизация протекает в условиях, когда система переходит к термодинамически более устойчивому состоянию с минимумом свободной энергии.

Процесс перехода металла из жидкого состояния в кристаллическое можно изобразить кривыми в координатах время – температура. Кривая охлаждения чистого металла представлена на рис. 3.2.

Рис.3.2. Кривая охлаждения чистого металла

Процесс кристаллизации чистого металла:

До точки 1 охлаждается металл в жидком состоянии, процесс сопровождается плавным понижением температуры. На участке 1 – 2 идет процесс кристаллизации, сопровождающийся выделением тепла, которое называется скрытой теплотой кристаллизации. Оно компенсирует рассеивание теплоты в пространство, и поэтому температура остается постоянной. После окончания кристаллизации в точке 2 температура снова начинает снижаться, металл охлаждается в твердом состоянии

7.Понятие металлических сплавов.

Сплав –вещество, полученное сплавлением двух и более элементов, которые называются компонентами.

Компоненты в твердом сплаве могут образовывать:

*химическую смесь;

*твердые раствор;

*химическое соединение.

Механические смеси(эвтетики,эвтектоиды)-микроскопические малые, тесно перемешенные и не связанные между собой компоненты сплавов.

Эвтектики-образуются из жидкого сплава.

Эвтектоиды- образуются при распаде твердых растворов.

Химическое соединение- компоненты сплавов вступают в химическое взаимодействие, при этом образуется новая кристаллическая решетка сплавляемых компонентов.

Твердый раствор-вещество, состоящее из 2-х или более компонентов, один из которых сохраняет свою кристаллическую решетку, является растворителем, а другой(другие) распределяется на кристаллической решетке растворителя не изменяя ее типа.

Два вида твердых тел:

*замещение(атомы растворимого компонента замещают атомы растворителя),

*внедрение(атомы растворимого компонента размещаются между атомами растворителя)