Экзаменационные вопросы по учебной дисциплине « Материаловедение и технология материалов»

1. Расскажите о вкладе отечественных и зарубежных ученых в развитие материаловедения и технологии материалов.

Материаловедение – наука, изучающая связь между строением и свойствами материала и их изменениями от внешних воздействий. Развитие материаловедения – основа прогресса. Материалы – это исходные вещества для производства продукции и вспомогательные вещества для производственных процессов. Вокруг нас повсюду материалы. И их создание – заслуга ученых.

Для современной молодежи важно знать, какой вклад внесли отечественное ученые в развитие науки (а именно материаловедения), как повлияли их открытия на экономику России. Для человека XXI века и гражданина России мало знать  только о вкладе гениальных русских ученых М.В. Ломоносова (научно обосновал атомно-молекулярное строение материи, разработал корпускулярную теорию), Д.И. Менделеева (открыл периодический закон химических элементов) и В.И. Вернадского. Помимо них были и другие выдающиеся ученые, исследования и открытия которых стали значимыми для науки и развития страны.

2. Расскажите о металловедении как о науке, устанавливающей связь между свойствами, составом и строением металлических сплавов.

Металл – суть тела светлые, которые ковать можно (Ломоносов).

Металловедение– наука, изучающая строение и свойства металлов и их сплавов (под сплавами понимают вещества, состоящие из нескольких металлов, часто с примесями неметаллов, и получаемые обычно сплавлением), устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами и разрабатывающая пути воздействия на их свойства.

Прежде всего, металлы можно разделить на две большие группы – черные и цветные металлы.

Чёрные металлыимеют тёмно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочно-земельных), высокую температуру плавления, относительно высокую твёрдость и во многих случаях обладают полиморфизмом. Наиболее типичным металлом этой группы является железо.

Цветные металлычаще всего имеют характерную окраску: красную, желтую, белую. Обладают большой пластичностью, малой твёрдостью, относительно низкой температурой плавления, для них характерно отсутствие полиморфизма. Наиболее типичным металлом этой группы является медь.

Полиморфизм– явление, при котором ряд металлов (например, железо) в зависимости от температуры и давления может существовать в состояниях с различными кристаллическими решётками.

3. Опишите методы исследования структуры металлов и сплавов.

Внутреннее строение, или структуру, металлов и их дефекты изучают с помощью макроструктурного, микроструктурного, магнитного, люминесцентного, ультразвукового, рентгеновского и γ-дефектоскопического методов анализа.  Макроструктура — это строение металла, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении с помощью лупы. Макроструктурный анализ используют для выявления формы и расположения зерен в литом металле, направления волокон в поковках и штамповках, местонахождения, размеров и форм нарушения сплошности, дефектов сварки, оценки толщины поверхностного слоя в изделиях, подвергнутых специальной поверхностной обработке, и др. Его осуществляют просмотром отшлифованной, отполированной и протравленной поверхности металлического изделия или макрошлифа (вырезанного из заготовки или металлоизделия темплета), поверхность которого шлифуют и протравливают.  Микроструктурный анализ — это исследование структуры металлов и сплавов с помощью микроскопов с увеличением от 1500 до 100000. Его осуществляют посредством изучения микрошлифов — вырезанных из металлоизделия или заготовки образцов, поверхность которых шлифуют, полируют и подвергают травлению специальными реактивами. При использовании электронных микроскопов рассматривают тонкий прозрачный слепок с микрошлифа — фольгу, или реплику.  В последнее время для исследования структуры и свойств металлов широко применяются методы фрактографии, позволяющие исследовать строение изломов, т. е. поверхностей, образующихся в результате разрушения металлоизделий или заготовок. Изломы изучают посредством макро- и микроструктурного анализа.