Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Бердичівський коледж промисловості, економіки та права

Затверджено

Методичною радою

Голова методичної ради

_________ Т.С.Капралюк

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

для вивчення тем з дисципліни

“Основи металознавства ”

Розділ 1

для студентів спеціальності 5.05040201

“Ливарне виробництво чорних і кольорових металів і сплавів”

Автор-укладач Шенгелая С.В.

Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії

5.05040201 “Ливарне виробництво чорних і

кольорових металів і сплавів”

Протокол № 1 від 31.08.2012 р.

Голова комісії _______________ Р.В.Єрмоленко

2012

Зміст

1. Вступ 3

Значення металів та сплавів в промисловості 3

Роль предмету та зв’язок з іншими предметами 4

Розділ 1 Будова та кристалізація металів

2. Тема: 1.1 Кристалічна будова металів 5

Основні поняття 5

Природа сил міжатомного зв’язку 7

Іонний зв’язок 7

Атомно – кристалічна будова металів 8

Характеристики кубічної та гексагональної систем 8

3. Тема: 1.2. Кристалізація металів та будова злитку 11

Енергетичні умови процесу кристалізації 11

Механізм кристалізації 13

Кінетика кристалізації 14

Форма і розміри кристалів 14

Будова металевого зливка 16

Ліквація, усадка при кристалізації 18

4. Тема: 1.3 Поліморфізм металів 20

Анізотропія кристалів 20

Поліморфізм металів 21

Поліморфізм заліза 22

Дефекти кристалічної будови 24

Точкові дефекти 24

Дислокації 25

Поверхневі дефекти 28

Об’ємні дефекти 28

Вступ План

1. Значення металів та сплавів в промисловості.

2. Роль предмету та зв'язок з іншим предметами

Рекомендована література:

1. Самохоцкий А.Н. „Металловедение”, изд. Металургія, 1990, М.

2. Бялик О.М., Черненко В.С., Писаренко В.М., Москаленко Ю.Н. Металознавство М. ”Политехника”, 2002

3. Лахтин Ю.М. „Металловедение” и „Термическая обработка металлов”; М „Металлургия”; 1979

Студенти повинні знати:

Основні поняття про метали, основні властивості металів.

Студенти повинні вміти:

Визначити тип металу.

1. Значення металів та сплавів в промисловості

Металознавством називається наука, що встановлює зв'язок між складом, структурою і властивостями металів і сплавів і вивчаюча закономірності їхньої зміни при теплових, хімічних, механічних, електромагнітних і радіоактивних впливах. В основних напрямках розвитку народного господарства СССР - на 1976—1980 р., затверджених XXV з'їздом КПРС, сказано: «Забезпечити подальший розвиток машинобудування — основи технічного переозброєння всіх галузей народного господарства. Збільшити за п'ятиліття випуск продукції машинобудування і металообробки в 1,5—1,6 рази.

Значно поліпшити якість машин, що випускаються, устаткування і приладів, підвищити їхній технічний рівень, продуктивність, надійність і безпека в експлуатації. Сучасне машинобудування характеризують безупинно зростаюча энергонапряженность, а також тяжкі умови експлуатації машин (високий вакуум, низькі чи високі температури, агресивні середовища, висока радіація і т.д.). У зв'язку з такими умовами роботи машин до матеріалів висувають особливі вимоги. Для задоволення цих вимог створено багато сплавів на основі різних металів.

У сучасній техніці широко застосовують сталі, що забезпечують високу конструктивну міцність, і сплави, що залишаються міцними при високих температурах і грузлими при температурах, близьких до абсолютного нуля, що володіють високою корозійною стійкістю в агресивних чи середовищах іншими фізико-хімічними властивостями.

Деякі давно освоєні метали і сплави, наприклад алюмінієві і навіть титанові, що раніше застосовувалися переважно в авіаційній техніці, стають одним з основних конструкційних матеріалів у будівництві, машинобудуванні і, інших галузях промисловості.

Кількість нових сплавів безупинно росте. Особливо великі можливості відкрилися при створенні нових матеріалів завдяки широкому застосуванню тугоплавких металів. Усе більш широке застосування одержують композиційні матеріали на основі металів, полімерів і кераміки.

Підвищення якості, надійності і довговічності машин досягається в результаті застосування термічної і хіміко-термічної обробок. Термічна обробка є складовою частиною загального циклу виготовлення деталей машин і інструмента. Усі ці питання одержали висвітлення в підручнику.

2. Роль предмету та зв’язок з іншими предметами

Металознавство як наука виникло в середині XIX в. Уперше зв'язок між будівлею і властивостями металів установив П. П. Аносов (1799—1855 р.), що застосував для вивчення сталі - мікроскоп. Пізніше (1863 р.) мікроскоп для дослідження будівлі металів використовувала Сорби (Англія).

Однак основи наукового металознавства були закладені видатним російським металургом Д. К. Чернов (1839— 1921 р.), що за свої роботи був названий у літературі батьком металографії.

Роботи Д. К. Чернова, що мають світове значення, дозволили створити наукові основи багатьох технологічних процесів і в першу чергу наукові основи виробництва і найбільш раціональної термічної обробки високоякісних сталей,

Продовженням робіт Д. К. Чернова з'явилися дослідження великої групи вчених: Н. В. Гутовского, А. А. Ржешотарского, Н. П. Чижевского, А. А. Байкова (Росія), Ф. Осмонда (Франція), Р. Аустена (Англія), Б. Розебома (Голландія), П. Геренса (Німеччина) і ін.

На початку XX в. велику роль для розвитку металознавства зіграли роботи Н. С. Курнакова, що застосував для дослідження металів методи фізико-хімічного аналізу (електричний, дилатометрический, магнітний і ін.).

Велике значення в розвитку металознавства і термічної обробки мали роботи Юм-Розери і Н. Мотта (Англія), Ф. Зейтца, Э. Бейна і Р. Мейла (США), Велера (Німеччина) і ін.

Розвиток металознавства нерозривно зв'язано з роботами радянських учених. Після Великої Жовтневої революції, особливо в період індустріалізації країни, виникли численні дослідницькі лабораторії на заводах і втузах, а також був створений ряд спеціалізованих дослідницьких інститутів, у яких розгорнулася широка робота в області металознавства і термічної обробки металів.

Великий внесок у розвиток вітчизняного металознавства внесли С.С.Штейнберг, Н. А. Минкевич, Г. В. Курдюмов, А. М. Бочвар, А. А. Бочвар, С.Т. Кишкин, В. Д. Садовский і їхньої школи.

Досягнення в області фізики міцності і пластичності за останні роки дозволили перевести фізичне металознавство на якісно новий рівень і забезпечили небувалий прогрес у розробці конструкційних і інструментальних матеріалів у різних областях техніки. Дослідження реальної структури твердих тіл показали принципову можливість одержання матеріалів з міцністю, що наближається до теоретичною, обумовленою міцністю міжатомних зв'язків.

Навчальний матеріал книги складений у повній відповідності з програмою курсу «Металознавство і термічна обробка металів» для металургійних і машинобудівних технікумів. Друге видання підручника зберегло загальну спрямованість першого видання, однак деякі розділи перероблені з урахуванням розвитку науки про метали і внесені виправлення в зв'язку з уведенням нових ДСТ.

Розділ 1 Будова та кристалізація металів

Тема: 1.1 Кристалічна будова металів.

План

1. Основні поняття

2. Природа сил міжатомного зв’язку

3. Іонний зв’язок

4. Атомно – кристалічна будова металів

5. Характеристики кубічної та гексагональної систем

Рекомендована література:

1. Самохоцкий А.Н. „Металловедение”, изд. Металлургия, 1990, М.