1. Классификация и основные понятия материалов.

Классификация КМ:

1. Металлы и сплавы:

а) черные:

1) чугуны:

- передельные /используются как сырье при производстве стали/;

- литейные /используются как исходный материал при производстве чугунных отливок/.

2) стали:

- углеродистые;

- легированные.

3) ферросплавы;

б) цветные.

2. Неметаллические материалы:

а) чистые;

б) композиционные.

Сталь – сплав железа с углеродом, где содержание углерода не более 2,14%. Стали могут содержать постоянные примеси и легирующие добавки.

Ферросплав – сплав железа с одним или несколькими химическими элементами. Ферросплавы применяются как сырье при производстве стали.

Чугун – сплав железа с углеродом и другими элементами, где содержание углерода может быть от 2,14% до 6,67%. Чугуны делятся на графитовые и белые.

Для различного типа втулок, колец применяются биметаллы: чугун+бронза, сталь+бронза и т. д.

2. Кристаллическое строение металлов. Виды кристалличестких решеток.

Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Атомы в твердом металле расположены упорядоченно и образуют кристаллические решетки. Расстояния между атомами называют параметрами решеток и измеряют в нанометрах. С повышением температуры или давления параметры решеток могут изменяться. Некоторые металлы в твердом состоянии в различных температурных интервалах приобретают различную кристаллическую решетку, что всегда приводит к изменению их физико-химических свойств.

Существование одного и того же металла в нескольких кристаллических формах носит название полиморфизма, или аллотропии. Перестройка кристаллических решеток при критических температурах называется полиморфными превращениями. Полиморфные модификации обозначаются греческими буквами α, β, γ и другими, которые в виде индекса добавляют к символу элемента. Полиморфную модификацию при самой низкой температуре обозначают буквой α, при более высокой β и т. д.

Виды кристаллических решеток:

1. ОЦК /объемно-центрированная кубическая/;

2. ГЦК /гранецентрированная кубическая/;

3. гексагональная плотноупакованная.

Базис /Б/ кристаллической решетки – целое число атомов, полностью принадлежащих данной элементарной ячейке.

Координационное число /к/ - количество атомов, равноудаленных от атома, принятого за точку отсчета.

Плотность упаковки атомами – отношение количества атомов к элементарному объему или какой-то взятой отдельно плоскости.

В пространстве положение атомов или узлов решетки задается тремя координатами. Выделяют кристаллографические плоскости и кристаллографические направления, наиболее характерные для данной ячейки. Для обозначения плоскостей и направлений в пространстве используются кристаллографические индексы. Для нахождения кристаллографических индексов в плоскости необходимо найти отрезки, которые эта плоскость отсекает от осей координат, найти обратные значения отрезков и записать в виде целых чисел в круглых скобках. Для нахождения индексов направлений нужно выбрать на заданном направлении два соседних атома, один из которых будет началом вектора, а другой – концом, затем найти координату начала и конца вектора, вычесть из координат конца координаты начала и полученные значения записать в квадратные скобки, а если они /координаты/ получились дробные, то привести к общему знаменателю и записать в виде целых чисел.