Раздел1. Основы теории сплавов

Тема1.1 строение и свойства материалов

Студент должен знать: о дефектах кристаллического строения; о фазовом составе сталей и сплавов; кристаллическое строение металлов; типы исследования строения металлов; характерные свойства материалов и методы их испытаний;

Уметь: определять свойства материалов.

Элементы кристаллографии: кристаллическая решетка, анизотропия; влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов ;фазовый состав сплавов; диффузия в металлах и сплавах; жидкие кристаллы; структура полимеров, стекла, керамики, древесины: строение и свойства.

Лабораторные работы №1.

Литература : 3, с.4…24; 4, с.7…17,53…63;7,с.46…63; 7, с.46…63.

Методические указания

Металловедение – это наука, которая является основой для экономически эффективного выбора материала и способов его обработки.

Все свойства материалов зависят от его внутреннего строения. Выбор материала для деталей машин, приборов, аппаратов зависит от его свойства и условий работы детали. Правильно выбранные материалы для деталей и способы их обработки обеспечивают надежность и долговечность работы машин и приборов и уменьшение их себестоимости.

В настоящее время большинство деталей машин, приборов и аппаратов изготовляют из металлов, поэтому изучение этого раздела нужно начать с изучения атомно-кристаллического строения металлов. Разберите какие кристаллические решетки наиболее часто встречаются среди металлов; классификацию свойств конструкционных материалов; механические и технологические свойства; испытание на растяжение, твердость, ударную вязкость, усталость. Затем разберите дефекты кристаллического строения.

Выпишите в конспект и запомните, что свойства реальных металлов отличаются от идеальных, так как: 1) все реальные металлы являются поликристаллами; 2) в кристаллическом строении имеется ряд дефектов(несовершенств). Разберите, какие виды несовершенств бывают в кристаллическом строении, а также на каких свойствах и как это отражается.

Разберите основные физические методы контроля металлов(рентгеновский, спектральный). Обязательно нужно взять достоинства, недостатки и область применения каждого метода. Например, что люминесцентный метод применяется только для определения поверхностных дефектов, при помощи ультразвука можно определить мелкие дефекты, лежащие на большой глубине.

При изучении каждого метода определения свойств металлов в конспект нужно выписывать его достоинства, недостатки и область применения.

Нужно совершенно точно знать обозначения и единицы измерений различных свойств материалов, установленные ГОСТом.

Рассмотрите области применения различных способов определения твердости, их достоинства и недостатки. Зная числа твердости по Бринелю, можно приблизительно определить и прочность материала, так как их единицы одинаковые, а у мягких материалов чем больше твердость , тем больше прочность. Однако обязательно нужно иметь в виду, что прочность и твердость – это не одно и тоже.

Определение ударной вязкости особенно важно для материалов, которые идут на изготовление деталей, работающих с ударными нагрузками, потому что металлы с одинаковой пластичностью могут иметь разную вязкость. Выпишите в конспект факторы, которые влияют на ударную вязкость, практически и не влияя на другие свойства(величина зерна, количество фосфора в стали и др.)

Технологические испытания металлов имеют очень большое практическое значение , так как правильно выбрать метод получения и обработки детали можно только в том случае, если знаешь его технологические свойства. Неправильно выбранный способ получения и обработки деталей приводит к значительному их удорожанию. Кроме того, материалы с плохими технологическими свойствами находят в промышленности ограниченное применение.

Вопросы для самоконтроля.

1. Задачи металловедения как науки.

2. Чем объясняется, что свойства реальных кристаллических тел отличаются от идеальных?

3. Какие кристаллические решетки имеет железо?

4. Объясните схему рентгеновского просвечивания металлов.

5. В чем сущности ультразвуковой дефектоскопии?

6. Укажите область применения люминисцентного метода контроля металлов.

7. Что называется твердостью?

8. Укажите нагрузку и диаметр стального шарика при испытании на твердость по способу Бринеля для поковки из углеродистой стали, меди, штамповки из алюминиевого сплава.

9. Напишите обозначение твердости по Роквеллу и укажите значение всех букв.

10. Какой способ применяется для определения твердости поверхностных слоев?

11. Какие факторы влияют на величину ударной вязкости?