- •Глава 1. Строение и свойства материалов…………………….…..….7
- •Глава 2. Фазовый состав сплавов…………………………………… ....18
- •Глава 3. Дефекты кристаллов………………………………………………...23
- •Точечные дефекты…………………………………………………………………...23
- •Глава 4. Свойства материаЛов……………………………………………..27
- •Глава 5. Формирование структуры литых материалов..………..37
- •5.4. Получение монокристаллов……………………………………………………………41
- •5.5. Аморфные металлы………………………………………………………………..…..42
- •5.6. Нанокристаллические материалы……………………………………………….…43
- •Глава 6. Влияние химического состава
- •Глава 7. Формирование структуры деформированных
- •Глава 9. Термическая обработка металлов……………………......68
- •Глава 10. Химико-термическая обработка сплавов…………….78
- •Глава 1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Кристаллические и аморфные тела
- •1.2. Элементы кристаллографии
- •1.2.1. Кристаллическая решетка
- •1.2.2. Кристаллографические индексы
- •1.2.3. Анизотропия
- •1.3. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов
- •1.3.1. Взаимодействие частиц в кристаллах
- •1.3.2. Молекулярные кристаллы
- •1.3.3. Ковалентные кристаллы
- •1.3.4. Металлические кристаллы
- •1.3.5. Ионные кристаллы
- •Глава 2. Фазовый состав сплавов
- •2.1. Твердые растворы
- •2.1.1. Твердые растворы замещения
- •2.1.2. Твердые растворы внедрения
- •2.2. Промежуточные фазы
- •2.2.1. Промежуточные фазы системы металл – неметалл
- •2.2.2. Промежуточные фазы системы металл-металл
- •Глава 3. Дефекты кристаллов
- •3.1. Точечные дефекты к точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы основного вещества, чужеродные атомы внедрения (рис.3.2).
- •3.2. Линейные дефекты
- •3.3. Поверхностные дефекты
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 4. Свойства материалов.
- •4.1. Критерии выбора материала
- •4.2. Механические свойства материалов
- •4.2.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках
- •4.2.1.1. Испытание на растяжение (гост 1497-84)
- •4.2.1.2. Испытания на изгиб
- •4.2.1.3. Испытания на твердость
- •4.2.1.4. Испытания на динамические нагрузки
- •4.2.2. Механические свойства, определяемые при переменных (циклических) нагрузках
- •4.3. Физические свойства материалов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5. Формирование структуры литых материалов
- •5.1. Самопроизвольная кристаллизация
- •5.2. Несамопроизвольная кристаллизация
- •5.3. Форма кристаллов и строение слитков
- •5.4. Получение монокристаллов
- •5.5. Аморфные металлы
- •5.6. Нанокристаллические материалы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Влияние химического состава на равновесную структуру сплавов
- •6.1. Метод построения диаграмм состояния
- •6.2. Диаграммы состояния сплавов, компоненты которых полностью растворимы в жидком и твёрдом состоянии
- •6.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и образуют эвтектику
- •6.4. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и образуют перитектику
- •6.5. Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов
- •6.6. Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением
- •6.7. Физические и механические свойства сплавов в равновесном состоянии.
- •6.8. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •6.8.1. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом
- •6.8.2. Превращения в сплавах железо-графит
- •6.8.3. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей
- •6.8.4. Карбиды и нитриды в легированных сталях
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 7. Формирование структуры деформированных металлов и сплавов
- •7.1. Механизм пластического деформирования
- •7.2. Особенности деформированния монокристаллов
- •7.3. Деформирование поликристаллов
- •7.4. Деформация двухфазных сплавов
- •7.5. Свойства холоднодеформированных металлов
- •7.6. Возврат и рекристаллизация
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 8. Диффузия в металлах и сплавах
- •8.1. Вывод первого уравнения Фика на основе атомной диффузии
- •В единицу времени между двумя соседними плоскостями 1 и 2 кристаллов решетки,
- •Расположенных на расстоянии ∆
- •8.2. Механизмы диффузии в металлах и полимерах
- •Глава 9. Термическая обработка металлов
- •9.1. Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями в твердом состоянии
- •9.1.1. Нагрев для снятия остаточных напряжений
- •9.1.2. Рекристализационный отжиг
- •9.1.3. Диффузионный отжиг
- •9.2. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •9.3. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью и полиморфным превращением (стали)
- •9.3.1.Превращения при нагреве до аустенитного состояния
- •9.3.2. Превращения аустенита при различных степенях переохлаждения
- •9.3.2.1. Перлитное превращение аустенита
- •9.3.2.2. Мартенситное превращение аустенита
- •9.3.2.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита
- •9.4. Технология термической обработки стали
- •9.4.1. Отжиг сталей
- •9.4.2. Нормализация сталей
- •9.4.3. Особенности закалки сталей
- •9.4.4. Отпуск закаленных сталей
- •9.4.5. Свойства отпущенной стали
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 10. Химико-термическая обработка сплавов
- •10.1. Диффузионное насыщение стальных деталей углеродом и азотом
- •10.2. Диффузионное насыщение деталей металлами и неметаллами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 11. Конструкционные материалы
- •11.1. Общие требования
- •11.2. Конструкционная прочность материала и методы ее оценки
- •11.3. Методы повышения конструкционной прочности
- •11.4. Классификация конструкционных материалов
- •11.5. Классификация конструкционных сталей
- •11.5.1. Углеродистые стали
- •11.5.2. Легированные стали
- •11.6. Износостойкие материалы
- •11.7. Материалы, устойчивые к действию температур и рабочей среды
- •11.7.1. Жаропрочные материалы
- •Критериями жаропрочности, помимо предела ползучести, является предел длительной прочности и сопротивление релаксации.
- •11.7.1.1. Основные группы жаропрочных материалов
- •11.7.2. Коррозионностойкие нержавеющие стали и сплавы
- •11.8. Инструментальные стали
- •11.9. Штамповочные стали
- •Терминологический словарь
- •Литература
Терминологический словарь
Азотирование стали – технологический процесс диффузионного насыщения азотом поверхностной зоны деталей.
Аморфные металлические сплавы (АМС) или металлические стекла - материалы с аморфной структурой, полученные при затвердевании металла при сверхвысоких скоростях охлаждения из жидкого состояния. Диффузионных процессы настолько замедляются, что подавляется образования зародышей и рост кристаллов.
Аморфные тела – твердые тела, которые при нагреве размягчаются в большом температурном интервале, становятся вязкими, а затем переходят в жидкое состояние.
Анизотропия – это зависимость свойств кристалла от направления, возникающее в результате упорядоченного расположения атомов (ионов, молекул) в пространстве.
Атмосфера Коттрелла - зона повышенной концентрации примесных атомов вокруг дислокаций, которая мешает движению дислокаций и упрочняет металл.
Аустенит (А или γ) - твердый раствор внедрения углерода в Fеγ.
Аустенитные стали – твердые растворы, сплавы железа c Ni, Mn, Co в которых становится устойчивой ГЦК – решетка аустенита (Feα) при tº=20-25ºC.
Большеугловые границы между зернами - поликристаллический сплав содержит огромное число мелких зерен. В соседних зернах решетки ориентированы различно и границы между зернами представляют собой переходный слой шириной 1—5 нм. В нем нарушена правильность расположения атомов, имеются скопления дислокаций, повышена концентрация примесей, а соответственные кристаллографические направления в соседних зернах образуют углы в десятки градусов.
Вакансия - пустой узел кристаллической решетки.
Вектор Бюргерса – мера искажения кристаллической решетки, вектор, который нужен для замыкания контура в кристалле (внутри которого расположена дислокация).
Возврат – все изменения тонкой структуры и свойств при деформации металла, которые не сопровождаются изменением микроструктуры деформированного металла, то есть размер и форма зерен не изменяются.
Временное сопротивление характеризует максимальную несущую способность материала, его прочность, предшествующую разрушению.
Вторичная кристаллизация - образование новых кристаллов в твердом кристаллическом веществе.
Вторичная рекристаллизация – стадия неравномерного роста одних зерен, по сравнению с другими.
Выносливость - свойство противостоять усталости.
ГП-решетка - гексагональная плотноупакованная решетка.
Гравитационная ликвация - химическая неоднородность, которая образуется в результате разницы в плотности твердой и жидкой фаз при затвердевании. В зависимости от того, легче или тяжелее твердая фаза по сравнению с жидкой, она при кристаллизации всплывает на поверхность или опускается на дно отливки (Sb-Sn, Cu-Pb).
Графит – углерод, выделяющийся в Fе-С – сплавах в свободном состоянии.
ГЦК- решетка - гранецентрическая кубическая решетка.
Дендритная ликвация - химическая неоднородность, которая характеризуется неодинаковым химическим составом по сечению зерна. Центр зерна обогащен более тугоплавким элементом.
Дефект упаковки - часть атомной плоскости кристаллической решетки, ограниченной дислокациями, в пределах которой нарушен нормальный порядок чередования атомных слоев. Это как бы тонкая пластинка другой решетки (например, ГП в ГЦК - решетке).
Деформация - изменение размеров и формы тела под действием внешних усилий.
Динамический возврат - разупрочнение монокристалла или поликристалла, при деформировании, за счет того, что некоторые дислокации уничтожают друг друга.
Дисперсионно-упрочненные материалы - материалы с многофазной структурой, получаемой термической обработкой.
Диффузионный отжиг – длительная выдержка сплавов при высоких температурах, в результате которых снижается ликвационная неоднородность твердого раствора. При высоких температурах протекают диффузионные процессы, не успевшие завершиться при первичной кристаллизации.
Диффузия – перенос вещества, обусловленный беспорядочным тепловым движением диффундирующих частиц.
Долговечность – свойство материала сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течение заданного времени (ресурса).
Жаропрочностью называется способность материала длительное время сопротивляться деформированию и разрушению, когда рабочие температуры деталей превышают 0,3 tпл.
Жаростойкая сталь - сталь, устойчивая против газовой коррозии при высоких температурах (свыше 550С).
Жаростойкость - это способность материала противостоять химической коррозии в атмосфере сухих газов при повышенной температуре.
Закаливаемость - определяется твердостью поверхности закаленной детали и зависит, главным образом, от содержания углерода в стали.
Закалка – термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры можно получить только в том случае, если в сплавах имеются превращения в твёрдом состоянии: переменная растворимость, полиморфные превращения твёрдых растворов, распад высокотемпературного твёрдого раствора по эвтектоидной реакции. Для получения неравновесной структуры сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твёрдом состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное превращение при охлаждении.
Зональная ликвация - химическая неоднородность по отдельным зонам слитка. Она отрицательно влияет на механические свойства. Например, в стальных слитках по направлению от поверхности к центру и снизу вверх увеличивается концентрация углерода и вредных примесей – серы и фосфора.
Зоны Гинье-Престона - субмикроскопические объемы твёрдого раствора с резко повышенной концентрацией растворенного компонента, сохраняющие решётку растворителя в котором они образовались в результате старения сплава. Скопление растворённых атомов вызывает местное изменение периода кристаллической решётки растворителя. Зоны Гинье-Престона затрудняют движение дислокаций.
Изнашивание – процесс постепенного разрушения поверхностных слоев материала путем отделения его частиц под влиянием сил трения.
Износ - результат изнашивания. Его определяют по изменению размеров, уменьшению объема или массы.
Износостойкость – свойство материала оказывать в определенных условиях трения сопротивление изнашиванию.
Ионные кристаллы - сложные кристаллы, состоящие из элементов различной валентности, с ионным типом связи. В узлах ионного кристалла располагаются ионы, т.к. между элементами происходит перераспределение электронов: электроположительный элемент теряет валентные электроны, а электроотрицательный – приобретает их.
Ковалентные кристаллы – это кристаллы, в которых преобладает ковалентный тип связи. Их образуют элементы IV, V, VI групп, подгруппы В(II) Периодической системы элементов (ПСЭ): углерод, кремний, германий, сурьма, висмут и др.
Конструкционная прочность – комплекс механических свойств, обеспечивающих надежную и длительную работу материала в условиях эксплуатации. Комплексная характеристика, включающая сочетание критериев прочности, жесткости, надежности и долговечности.
Координационное число К - число ближайших равноудаленных частиц от любой частицы кристаллической решетки.
Коррозионная стойкость - это способность материала противостоять электрохимической коррозии при наличии жидкой среды на поверхности металла.
Коррозионностойкая сталь (нержавеющая) - сталь, устойчивая против электрохимической коррозии.
Коррозия - разрушение металлов под действием окружающей среды.
Коррозия химическая – коррозия, протекающая при воздействии на металл газов (газовая коррозия) и неэлектролитов (нефть).
Коррозия электрохимическая - коррозия, вызываемая действием электролитов (кислот, щелочей, солей).
Коэффициент компактности - отношение объема всех частиц, приходящихся на одну элементарную ячейку, ко всему объему элементарной ячейки.
Краевая дислокация в сечении представляет собой край «лишней» полуплоскости в кристаллической решетке.
Кристаллическая решетка - последовательное перемещение элементарной ячейки параллельно координатным плоскостям.
Кристаллические тела – твердые тела, которые остаются твердыми, т.е. сохраняют приданную им форму до вполне определенной температуры (t плавления), при которой они сразу переходят в жидкое состояние.
Легированные стали – стали, содержащие добавки других элементов, помимо железа, углерода и постоянных примесей.
Ледебурит – железоуглеродный эвтектический сплав, смесь перлита и цементита (4.3% углерода). Цементит образует сплошную матрицу, в которой располагаются колонии перлита.
Линия ликвидус – геометрическое место всех точек, которые определяют t° начала кристаллизации сплавов (ликва – жидкость (латинский).
Линия солидус – геометрическое место всех точек, определяющих t° конца кристаллизации сплавов (солид – твёрдый).
Макроструктура - изучение характера излома, усадочных раковин, пор, размеров и формы крупных кристаллов, волокнистости, трещинноватости, химической неоднородности с помощью лупы или невооруженным глазом.
Малоугловые границы между зернами - каждое зерно состоит из субзерен. Субзерно представляет собой часть кристалла относительно правильного строения, а его границы - стенки дислокаций, которые разделяют зерно на субзерна. Угол между соседними зернами невелик, поэтому такие границы называют малоугловыми. Здесь также накапливаются примеси.
Мартенсит – неравновесная фаза, пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в Feα.
Мартенситное превращение аустенита – бездиффузионный процесс распада переохлажденного аустенита, фазовое превращение, происходящее в стали при медленном охлаждении из аустенитного состояния. Состоит в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обмениваются местами, а лишь смещаются на расстояния, не превышающие межатомные.
Межузельный атом - атом, перемещенный из узла в позицию между узлами.
Металлические кристаллы - кристаллы, в которых преобладает металлический тип связи. Их образуют элементы всех подгрупп А(I) и I – III подгрупп В(II). В металлическом кристалле при взаимодействии с элементами других групп атомы легко отдают свои валентные электроны и превращаются в положительные ионы.
Метастабильные фазы - имеют иную пространственную решётку, чем твёрдый раствор, в котором они образовались в результате старения сплава, однако существует сходство в расположении атомов в определённых атомных плоскостях их решёток, что вызывает образование когерентной границы раздела, которая искажает кристаллические решётки.
Механические свойства - характеризуют поведение материала под действием внешней нагрузки.
Микроструктура - изучается с помощью оптического или электронного микроскопа мелких кристалликов или зерен.
Мнимоизотропные поликристаллические тела - природные поликристаллы, состоящие из множества мелких различно ориентированных кристаллов. В этом случае анизотропии нет, т.к. среднестатистическое расстояние между атомами по всем направлениям оказываются примерно одинаковым.
Модифицирование - технологическая операция, вызывающая измельчение структуры при затвердевании металла. Она состоит во введении в жидкий сплав перед разливкой специальных добавок- модификаторов (0.001-0.9%). Способствует улучшению механических свойств металла.
Модуль упругости первого рода Е - тангенс угла наклона прямолинейного участка диаграммы растяжения стандартного образца в координатах нагрузка – удлинение.
Молекулярные кристаллы – кристаллы, в которых преобладает молекулярная связь, возникающая между любыми частицами (ионами, атомами, молекулами). Их образуют инертные газы, кристаллы двухатомных газов H2, N2, Cl2 (при очень низких температурах), кристаллы I2, H2O, CO2, CH4 и др. органических веществ (при н.у.).
Надежность – свойство материала противостоять хрупкому разрушению.
Наклеп - упрочнение металла при деформировании.
Нанокристаллические материалы – материалы с размерами кристаллов менее 100 нанометров.
Несамопроизвольная кристаллизация – рост кристаллов на имеющихся готовых центрах кристаллизации.
Нитроцементация - насыщение поверхности стали одновременно углеродом и азотом.
Ограниченный предел выносливости - напряжение σK, которое может выдержать материал в течение определенного числа циклов (NK). Наклонный участок кривой усталости.
Отдых – стадия возврата, при деформации металла, при которой уменьшается количество точечных дефектов, в основном вакансий. Отдых уменьшает удельное электросопротивление и повышает плотность металла. Твердость и прочность уменьшаются на 10-15% и увеличивается пластичность. После отдыха повышается сопротивление коррозионному растрескиванию.
Отжиг – термическая обработка, в результате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной: отжиг вызывает разупрочнение металлов и сплавов, сопровождающееся повышением пластичности и снятием остаточных напряжений.
Отпуск – термическая обработка, в результате которой в предварительно закалённых сплавах происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной. Используют применительно к сталям и сплавам, испытывающим при закалке полиморфное превращение (Al-бронзы, Ti-сплавы, ферритные стали).
ОЦК-решетка – объемно-центрическая кубическая решетка.
Первичная кристаллизация - переход материала из жидкого или парообразного состояния с образованием кристаллической структуры.
Первичная рекристаллизация, происходящая при деформации металла начинается с образования зародышей новых зерен а заканчивается полным замещением наклепанного металла новой поликристаллической структурой.
Периоды решетки - отрезки а, в, с, отсекаемые плоскостями, параллельными координатным плоскостям, и разбивающие кристалл на элементарные ячейки. Определяют размеры элементарной ячейки.
Перитектический сплав - сплав называют от греческого пери - вокруг. После предварительного выделения β-кристаллов из жидкой фазы, сплав при t°=tn испытывает перитектическое превращение, в результате которого жидкая фаза ЖD и твёрдая фаза βF, взаимодействуя между собой , образует новую твёрдую фазу αс: ЖD+βF↔ αс. Количество фаз ЖD и βF, необходимое для образования фазы αс определяется соотношением отрезков: αE/βF = |FС|/|CD|.
Перитектическое превращение – превращение, в результате которого жидкая фаза ЖD и твёрдая фаза βF, взаимодействуя между собой, образует новую твёрдую фазу αс: ЖD+βF↔ αс.
Перлит – эвтектоидный сплав феррита и цементита (0.8% углерода), структурная составляющая железо-углеродных сплавов, имеет пластинчатое строение и является прочной структурной составляющей.
Перлитное превращение аустенита - диффузионный изотермический процесс распада переохлажденного аустенита. В интервале температур перлитного превращения в результате распада аустенита образуются пластинчатые структуры перлитного типа (из кристаллов феррита и цементита). Полиморфный переход γ→α сопровождается перераспределением углерода на расстояния, значительно больше межатомных, т.к. среднее содержание углерода в твердом растворе до превращения меньше, чем в цементите (6,69% С).
Плавление – это процесс, обратный кристаллизации, происходит при температуре, выше равновесной (при перегреве).
Пластичность - способность металлов пластически деформироваться.
Пластичность - характеризуется относительным удлинением δ и относительным сужением φ.
Плотность дислокаций – суммарная величина всех линий дислокаций в единице объема, выраженная в см на см3 (см-2).
Ползучесть – медленное нарастание пластической деформации под действием напряжений, меньших предела текучести (σ0,2).
Полигонизация – процесс формирования субзерен при деформации металла, разделённых малоугловыми границами. Эти субзерна практически не содержат дислокаций. Уменьшается плотность дислокаций за счет взаимоуничтожения дислокаций противоположных знаков.
Полигонизация предкристаллизационная - начальная стадия первичной рекристаллизации.
Полигонизация стабилизирующая - представляет собой формирование субзерен, разделенных плоскими дислокационными стенками. Стенки малоподвижны и весьма устойчивы, при дальнейшем нагреве они сохраняются практически до температуры плавления. После формирования субзеренной структуры рекристаллизация не происходит.
Полиморфизм – способность элемента иметь разные типы кристаллических структур в твердом состоянии при различных температурах (или давлениях). Эти кристаллические структуры называют аллотропическими формами или модификациями.
Порог хладноломкости - температура или интервал температур, в котором происходит снижение ударной вязкости.
Правило концентраций (определение состава фаз)- для определения концентрации компонентов в двух фазах через данную точку, характеризующую состояние сплава, проводят горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями, ограничивающими эту область. Проекции точек пересечения а и b на горизонтальную ось диаграммы покажут составы фаз Xа и Xb.
Правило отрезков (количественное соотношение фаз)- отрезки коноды между точкой с и точками а и b, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз: Жа/αb = |bc|/|ac|.
Превращение изотермическое – превращение, происходящее при постоянной температуре.
Предел длительной прочности - напряжение, которое вызывает разрушение материала при заданной температуре за определенное время.
Предел ползучести – напряжение, под действием которого материал деформируется на определенную величину за определенное время при заданной температуре.
Предел упругости σупр - напряжение, при котором пластическая деформация достигает заданного значения, установленного условиями. Обычно используют значения остаточной деформации 0,005; 0,02 и 0,05% . Соответствующие пределы упругости обозначают σ0,005, σ 0,02 , σ 0,05. Предел упругости - важная характеристика пружинных материалов, которые используют для упругих приборов и машин.
Прокаливаемость - способность стали закаливаться на определенную глубину. Условились при оценке прокаливаемости закаленными считать слои, в которых содержится не менее 50% мартенсита (полумартенситная зона).
Промежуточная фаза – кристалл, образованный различными элементами и в котором образуется новый тип кристаллической решетки, отличающийся от решеток элементов, его образующих.
Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита - Бейнит – двухфазная смесь феррита и цементита. Но полиморфный переход происходит по мартенситному механизму. Превращение начинается с перераспределения углерода, в результате которого одни зоны зерен обедняются, а другие – обогащаются углеродом. В обедненных зонах γ-твердого раствора повышается температура мартенситного превращения. Поэтому происходит оно в первую очередь там. В зонах твердого раствора, обогащенного углеродом протекает карбидообразование – выделение очень мелких кристаллов цементита.
Равновесная температура кристаллизации - температура, при которой термодинамические потенциалы вещества в твердом и жидком состоянии равны.
Размерный фактор - если атомные радиусы растворителя А и растворенного элемента В отличаются не более чем на 15%, возможно замещение атомов и возникновение твердого раствора замещения; в твердых растворах внедрения размер межузельного атома должен быть несколько больше размера поры.
Рекристализационный отжиг – технологическая операция, заключающаяся в нагреве деформированных полуфабрикатов выше температуры рекристаллизации. В процессе выдержки происходит главным образом рекристаллизация.
Самопроизвольная кристаллизация - самопроизвольное зарождение кристаллов.
Силы отталкивания в кристалле - силы, которые образуются в результате взаимодействия положительно заряженных ядер соседних атомов при их сближении.
Силы притяжения в кристалле – силы, возникающие благодаря взаимодействию электронов с положительно заряженным ядром собственного атома, а также с положительно заряженными ядрами соседних атомов.
Скорость ползучести – скорость развития пластической деформации при постоянном (ниже предела текучести) напряжении.
Собирательная рекристаллизация – самопроизвольный процесс укрупнения зерен, образовавшихся на стадии первичной рекристаллизации происходящей при деформации металла.
Сплав – промышленный материал, содержащий несколько элементов.
Старение - термическая обработка, в результате которой в предварительно закалённых сплавах происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной. Используют применительно к сплавам, не претерпевающим при закалке полиморфного превращения (Al-сплавы, Ni-сплавы, аустенитные стали).
Старение естественное – старение, происходящее в сплавах на основе низкоплавких металлов при 20-250 С.
Старение искусственное – термическая обработка, старение, происходящее в сплавах при повышенной температуре.
Степень переохлаждения ΔТ - разница между равновесной ТК и реальной температурой кристаллизации Т .
Стоимостные свойства - это экономичность использования материала. Количественным показателем стоимости является оптовая цена.
Структура - детали строения кристаллов, пространственное расположение частиц в кристалле.
Твердость- это способность материала сопротивляться внедрению в его поверхность твердого тела – индентора.
Твердые растворы внедрения - твердые растворы, в которых атомы растворенного элемента B размещаются в кристаллической решетке растворителя – элемента А, внедряясь между узлами. Твердые растворы внедрения возникают при сплавлении переходных металлов с неметаллами, имеющими малый атомный радиус – H, N, C, B.
Твердые растворы замещения – твердые растворы, в которых атомы растворенного элемента B размещаются в кристаллической решетке растворителя – элемента А, замещая атомы в узлах решетки. В твердых растворах атомы растворенного вещества, как правило, распределяются в решетке растворителя статистически (с некоторой долей вероятности).
Твердый раствор - кристалл, в котором сохраняется тип кристаллической решетки элемента-растворителя.
Текстура рекристаллизации - предпочтительная кристаллографическая ориентация зерен, вызывающая анизотропию у поликристалла, подвергшегося деформации.
Текстурированные кристаллы – поликристаллы, которые подверглись обработке давлением. В этом случае кристаллографические плоскости одного индекса в различных зернах могут ориентироваться параллельно. Такие кристаллы, подобно монокристаллам, анизотропны.
Тепловое расширение (α) – это изменение объема (линейных размеров тела) при повышении температуры и постоянном давлении.
Теплоемкость – способность вещества поглощать теплоту при нагреве.
Теплопроводность - перенос тепловой энергии в твердых телах, жидкостях и газах при макроскопической неподвижности частиц. Теплопроводность зависит от типа межатомной связи, температуры, химического состава и структуры материала. Теплота в твердых телах переносится электронами и фононами.
Термическая обработка - технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств.
Технологичность материала - пригодность его для изготовления деталей машин требуемого качества при минимальных трудовых затратах.
Тонкая структура – описывает расположение частиц в кристалле и электронов в атоме, изучается дифракционными методами.
Точка Курнакова (к) - температура, при которой твердый раствор полностью разупорядочивается.
Трещиностойкость – это группа параметров надежности, характеризующих способность материала тормозить развитие трещины.
Ударная вязкость КС - работа К, затраченная на разрушение стандартного образца материала: КС = К/S0´. S0´- площадь поперечного сечения образца в месте надреза. Единица измерения ударной вязкости - – мегаджоуль на 1 м2 (МДж/м2).
Удельная теплоемкость – количество энергии, поглощаемой единицей массы при нагреве на 1о, Дж/ кг*К.
Узел пространственной решетки - вершина параллелепипеда. С этими узлами совпадают центры тяжести частиц, из которых построен кристалл.
Упорядоченные твердые растворы – твердые растворы замещения, в которых вместо статистического распределения разных атомов в узлах пространственной решетки атомы одного и другого металла размещаются в определенном порядке.
Условный предел текучести – это напряжение, которому соответствует пластическая деформация 0,2%, его обозначают σ0,2.
Усталость - процессы постепенного накопления повреждений в материале под действием циклических нагрузок, приводящие к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению.
Фаза – однородная, отделенная поверхностью раздела часть металла или сплава, имеющая одинаковые состав, строение и свойства.
Феррит (Ф или α) - твердый раствор внедрения углерода в Fеα..
Ферритные стали – твердые растворы, однофазные сплавы на основе железа с ОЦК-решеткой (Feα) с Sr, Mo, W, V, Si, Ti.
Физические свойства материала – свойства, характеризующие поведение материалов в магнитных, электрических и тепловых полях.
Физический предел выносливости σR - напряжение, которое не вызывает усталостного разрушения после неограниченно большого или заданного (базового Nb) числа циклов нагружения, которое определяется горизонтальным участком на кривой усталости.
Фононы - кванты упругих колебаний частиц.
Хладноломкость - свойство металлического материала терять вязкость, хрупко разрушаться при понижении температуры. Она проявляется у железа, стали, металлов и сплавов, имеющих ОЦК или ГП - решетку. Она отсутствует у металлов с ГЦК - решеткой.
Цементация стали – технологический процесс диффузионного насыщения стали углеродом.
Цементит (Ц) – карбид железа почти постоянного состава Fе3С, содержит 6,69% углерода.
Центры кристаллизации (зародыши) - наиболее крупные устойчивые группировки атомов которые при переохлаждении жидкости становятся устойчивыми и способными к росту.
Цикл напряжения - совокупность изменения напряжений между двумя его предельными значениями σmax и σmin в течение периода Т.
Циклическая долговечность – характеризует сопротивление материала разрушению поверхности путем отделения его частиц под воздействием силы трения. Циклическая долговечность равна величине, обратной скорости изнашивания.
Циклическая долговечность- число циклов ( или эксплуатационных часов), которые выдерживает материал до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения при заданном напряжении.
Циклическая прочность - физический или ограниченный предел выносливости. Он характеризует наибольшее напряжение, которое материал способен выдержать за определенное время работы.
Число степеней свободы - это число независимых переменных – внутренних (состав фаз) и внешних (t°, давление) факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии.
Эвтектический сплав – сплав, состоящий из смеси двух твердых фаз, которые одновременно кристаллизуются из жидкого расплава. Для эвтектики характерно определённое количественное соотношение фаз αE/βF = |CF|/|CE|.
Эвтектическое превращение превращение, в результате которого из жидкого расплава выделяется две новые твердые фазы: Жс↔ αE+βF.
Эвтектоид - перлит и эвтектику - ледебурит рассматравают как самостоятельные, оказывающие заметное влияние на свойства сплавов.
Эвтектоидное превращение: превращение, в результате которого из одной твердой фажы получаются две новые твердые фазы: γс→ αE+βF.
Эвтектоидный сплав - После кристаллизации всех сплавов данной системы в определённом интервале температур образуется твёрдый раствор γ, который при понижении температуры ниже tэ испытывает эвтектоидное превращение: γс→ αE+βF.
Эксплуатационные свойства материала - определяют работоспособность деталей машин, приборов или инструментов, их силовые, скоростные, стойкостные и другие технико-эксплуатационные показатели.
Элементарная ячейка - наименьший параллелепипед, на который разбивается кристалл.
Элементарный акт сдвига – это смещение одной части кристалла относительно другой на расстояние, равное периоду решетки.
