Министерство образования Республики Башкортостан.

ГБПОУ Дуванский многопрофильный колледж

Конспекты лекций По дисциплине «Материаловедение»

Раздел 1.2. «Металловедение»

Подготовила: Богданова А.А.

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии технических дисциплин

Протокол № __от «__»______20__ г.

Председатель___________________

Дуван 2015

Лекция I

Тема. Основы теории сплавов.

Вопросы:

1. Введение

2. Основные понятия и определения теории сплавов.

3. Фазы в металлических сплавах.

4. Полиморфное превращение в железе.

5. Структурные составляющие сплавов железа с углеродом.

1. Введение.

В настоящее время развитие современной техники характеризуется стремлением использовать материалы, которые могли бы обеспечивать достаточную работоспособность деталей не только при нормальных условиях, но и при повышенных скоростях и нагрузках, при сверхвысоких и сверхнизких температурах, а также не изменять свою структуру и свойства при длительной эксплуатации. Кроме того, машиностроению необходимы сверхлегкие, сверхупругие, звукопоглощающие и звукопроводящие, теплопроводные и теплозащитные материалы.

Как правило, чистые металлы не обладают такими свойствами. В связи с этим, в качестве конструкционных материалов применяют металлические сплавы.

2. Основные понятия и определения теории сплавов.

Сплавом называют материал, образующийся в результате затвердевания расплавов, состоящих из двух или нескольких компонентов.

Компонентами называют химические элементы или их соединения, образующие сплав. Чистый металл представляет собой однокомпонентную систему, сплав двух металлов - двухкомпонентную систему и т. д. Так, для цветных металлических сплавов компонентами могут быть металлы (например, медь с цинком образует латунь), а для железоуглеродистых - металлы с небольшим содержанием неметаллов (железо с углеродом - чугун, сталь).

Сплавы могут быть получены сплавлением исходных компонентов, их спеканием, электролизом, возгонкой и другими способами. При этом свойства полученного сплава в значительной мере будут зависеть от его структуры. 

Фаза – однородная часть системы, отделенная от других частей системы поверхностного раздела, при переходе через которую структура и свойства резко меняются. Совокупность фаз, находящихся в состоянии равновесия, называют системой.

Вариантность (C) (число степеней свободы) – это число внутренних и внешних факторов (температура, давление, концентрация), которые можно изменять без изменения количества фаз в системе.

• Если вариантность C = 1 (моновариантная система), то возможно изменение одного из факторов в некоторых пределах, без изменения числа фаз;

• Если вариантность C = 0 (нонвариантная cистема), то внешние факторы изменять нельзя без изменения числа фаз в системе.

Существует математическая связь между числом компонентов (К), числом фаз (Ф) и вариантностью системы (С). Это правило фаз или закон Гиббса:

С = К — Ф + 2

Если принять, что все превращения происходят при постоянном давлении, то число переменных уменьшится:

С = К — Ф + 1

С – число степеней свободы; К – число компонентов; Ф – число фаз; 1,2 – учитывает возможность изменения температуры.