- •1. Общая характеристика свойств металлических материалов. Методы исследования строения металлов и сплавов.
- •2. Атомно-кристалическая структура металла. Элементарные ячейки.
- •3. Несовершенства кристаллической решетки реальных металлов.
- •4. Процесс кристаллизации металлов.
- •5.Строение металлического слитка. Особенности строения литого и деформированного металла.
- •6.Полиморфные превращения в металлах.
- •7. Строение типовых двухкомпонентных сплавов.
- •8. Общие сведения о диаграммах состояния. Правило фаз.
- •9.Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов с полной растворимостью компонентов в твердом и жидком состоянии.
- •10. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и наличии эвтектического превращения.
- •11. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и наличии перитектического превращения.
- •12. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов, образующих химическое соединение.
- •13. Связь диаграмм состояния с механическими и технологическими свойствами сплавов.
- •14. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fe3c). Основные фазы и структурные составляющие.
- •1. Перетектическая реакция
- •4. Цементит.
- •15. Стабильная диаграмма состояния железо-графит.
- •16. Фазовые превращения при вторичной кристаллизации доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталей.
- •17. Фазовые превращения при вторичной кристаллизации доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталей.
- •18. Серые чугуны. Структура, свойства, область применения.
- •19. Ковкие чугуны. Структура, свойства, область применения.
- •20. Высокопрочные чугуны. Структура, свойства, область применения.
- •22. Классификация, маркировка и применение углеродистых сталей.
- •Маркировка сталей
- •23. Структурные классы легированных сталей. Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа.
- •24.Маркировка легированных сталей.
- •25. Перлитное превращение в стали.
- •30.Превращение при нагреве закаленной на мартенсит стали.
- •31.Нагрев при термообработке. Окисление и обезуглероживание поверхности стали.
- •32. Отжиг первого рода.
- •33. Отжиг второго рода и нормализация стали.
- •35.Отпуск стали (технология термообработки).
- •36. Прокаливаемость стали.
- •Схемы, показывающие различную скорость охлаждения по сечению и в связи с этим несквозную прокаливаемость.
- •37. Методы поверхностного упрочнения сталей. Закалка твч.
- •38. Процессы, происходящие при химико-термической обработке металла.
- •39.Цементация. Термообработка стали после цементации.
- •40.Азотирование стали.
- •41.Состав, назначение и термообработка улучшаемых сталей.
- •42.Корозионно стойкие и жаростойкие стали.
- •43.Инструментальные стали. Теплостойкость. Быстрорежущие стали.
- •45. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой.
- •46.Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термообработкой.
- •47.Литейные алюминиевые сплавы.
- •48.Титан и его сплавы.
- •49,50.Медь и сплавы на ее основе. Латуни. Бронзы.
- •51.Строение полимеров. Физическое состояние полимеров.
- •52. Состав, свойства и применение пластмасс.
- •53.Свойства и применение неорганических стекол и ситаллов.
- •XNa2o yCaO zSiO2 ....
- •54.Состав, свойства и применение технической керамики.
- •55.Композиционные материалы на металлической основе.
- •56. Композиционные материалы на неметаллической основе.
1. Общая характеристика свойств металлических материалов. Методы исследования строения металлов и сплавов.
Материаловедение - научная дисциплина, изучающая связь между химическим составом, структурой, свойствами материалов, а также изменение этих свойств при различных внешних воздействиях.
Классификация материалов.
а) по агрегатному состоянию: твердые, жидкие, газообразные.
Твердые вещества бывают аморфные, кристаллические.
Кристаллические вещества при нагреве остаются твердыми до определенной температуры (температура плавления), затем переходят в жидкое состояние.
Аморфные не имеют определенной точки плавления, постепенно размягчаются с ростом температуры.
б) по применению: конструкционные, инструментальные, материалы с особыми свойствами.
в)по физической природе: металлические, неметаллические, композиционные.
К неметаллическим относятся полимеры, пластмассы, керамика, стекла, ситаллы, резины, клеи, лакокрасочные материалы, углеграфитовые материалы, древесина.
Композиционные материалы состоят минимум из двух фаз с четкой границей. Одна является несущей, воспринимающей нагрузки (матрица), вторая - упрочнитель в виде порошка, волокон, пластин.
Общие свойства металлических материалов.
Металлические материалы, получаемые обычным способом являются кристаллическими веществами. Характерен металлический тип связи между частицами. Обладают высокой электро-, теплопроводностью, металлическим блеском, способностью испускать электроны с поверхности при нагреве. Обладают способностью к пластическим деформациям.
Методы исследования структуры металлических материалов. Разные уровни структуры.
Различают макроструктуру, микроструктуру, тонкую структуру.
Исследование макроструктуры: Макроанализ: - изучение структуры материалов визуально или с помощью простейших оптических приборов с увеличением до 100 крат. Наиболее доступным при этом является изучение изломов (фрактография). Для металлов и сплавов мелкокристаллический излом соответствует лучшему качеству - более высоким механическим свойствам. На изломах , например, в сталях легко наблюдаются дефекты: крупное зерно, шиферность. грубая волокнистость, трещины, раковины, флокены и т.п., и в ряде случаев глубина проведенной поверхностной обработки изделия. Методика исследования закрепляется ГОСТ, там же приведены фотоэталоны изломов и макродефектов.
Другим способом макроисследования является изучение строения металлических материалов на специальных образцах. После травления специальными растворами шлифованной поверхности образца на ней выявляется кристаллическая структура, волокнистость, дендритное строение, неоднородность металла. Например, травление поперечного среза сварного шва дает возможность выявить места непровара, пузыри, зону термического влияния, трещины и т.п.
Исследование микроструктуры: Микроанализ: производится с помощью оптических микроскопов (полезное увеличение до 100-2000 крат), электронных микроскопов (увеличение до 2000-20000 крат). Исследование производится на зеркальной поверхности шлифа (после соответствующей полировки) или слепка с нее - на электронном микроскопе. Шлифы исследуют до и после травления. Травление металлической поверхности растворами кислот выявляет рельеф границ кристаллов, контуры отдельных элементов структуры. Данные исследований - размер и форма зерен получают количественную и качественную оценку.
d=/(n sin) - разрешающая способность микроскопа. (размер наименьшей детали структуры, которую можно рассмотреть): -длина световой волны, n - показатель преломления, - отверстный угол микроскопа.
d=200 нм - минимальный размер детали, которую можно разглядеть в оптический микроскоп.
d=0.5 нм -//-//-//- в электронный микроскоп.
Изучение тонкой структуры. Физические методы исследования структуры: Среди них особое место занимают методы радиографии и рентгеновского анализа. Путем просвечивания осуществляется дефектоскопия и контроль ориентации арматуры в композитах. Параметры кристаллических решеток определяются с помощью рентгеновского структурного анализа, основой которого служит соотношение Вульфа-Брегга:
2d sink
d - межплосткостное расстояние (параметр решетки), - угол падения луча на кристаллографическую плоскость, k=1, 2, 3, 4 ..., - длина волны рентгеновских лучей.
Рентгеновский анализ определяет качественный и количественный состав сплавов, физическую плотность кристаллов, плотность линейных дефектов в реальном кристалле, позволяет проследить полиморфные превращения в сталях и сплавах и обнаружить глубокие физико-химические процессы в металлах.