1. Понятие о материалах

Материаловедение - наука о строении и свойствах материалов, возможности изменения свойств в нужном направлении для целенаправленного использования в технике.

Материал (в инженерном понимании) - вещество (совокупность веществ), из которого состоит или может быть изготовлено техническое изделие, имеющее определенное функциональное значение.

Свойство – количественная (качественная) характеристика материала, определяющая его общность или различие с другими матери­алами.

механические свойства - определяют поведение материалов под действием механической нагрузки.

Прочность Пластичность Твердость

Ударная вязкость - способность материала сопротивляться хрупкому разрушению.

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться разным способам обработки.

Литейные свойства – определяются способностью материала к получению качественных отливок без трещин, раковин и других дефектов.

Основные показатели: жидкотекучесть – способность жидкого металла заполнять полость литейной формы; усадка (линейная, объемная) – уменьшение объема материала в процессе затвердевания и охлаждения; ликвация – неоднородность химического состава отливки по объему.

Способность к обработке давлением – способность материала поддаваться пластической деформации в холодном и нагретом состоянии под действием внешних нагрузок без разрушения.

Свариваемость – способность материала образовывать неразъемные соединения. Оценивается по качеству и прочности сварного шва.

Способность к обработке резанием – способность материала поддаваться обработке режущим инструментом. Оценивается по стойкости инструмента и качеству обработанной поверхности.

Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.

Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения. Количественный показатель: потеря массы материала детали за время работы.

Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных сред.

Жаростойкость – способность материала сопротивляться поверхностному окислению в газовой среде при высокой температуре.

Жаропрочность – способность материала сохранять механическую прочности при высоких температурах.

2. Классификация

По разным признакам: составу, виду, состоянию, методу получения, назначению и т.д.

Конструкционные материалы - материалы, из которых изготовляются детали машин, конструкций, сооружений, работающие под нагрузкой.

Конструкционные материалы делятся:

• по природе - металлические, неметаллические и композиционные

• по технологическому исполнению - деформированные (прокат, поковки, штамповки и др.), литые, спекаемые, формуемые, свариваемые;

• по условиям работы - работающие при низких температурах, жаропрочные, коррозионно-, износостойкие

• по критериям прочности

А. Металлические материалы классифицируют:

• по системам сплавов - алюминиевые, на железной основе

• по типу упрочнения - закаливаемые, улучшаемые, цементируемые, цианируемые, азотируемые

• по структурному составу - аустенитного, ферритного класса

Черные металлы - железо и сплавы на его основе (50 % Fe)

Цветные металлы. Благородные металлы

Редкоземельные металлы - лантан, неодим, празеодим

В. Неметаллические материалы классифицируют:

• по технологическому исполнению - прессованные, тканые, намотанные, формованные

• по типам наполнителей – (армирующих элементов) и по характеру их размещения и ориентации

1. Пластмассы - материалы на основе высокомолекулярных соединений - полимеров, чаще всего с некоторыми добавками.

2. Керамические материалы (керамика). Основа - порошки тугоплавких соединений: карбиды, окислы, нитриды, бориды и др.

3. Керамико-металлические материалы. Основа - керамика с добавлением металла – связки.

4. Стекло - из оксидов различных элементов.

5. Резина - материал на основе каучука - углеродно-водородного полимера с добавлением серы и других элементов.

Древесина - сложная органическая ткань древесных растений.

С. Композиционные материалы

• с металлической матрицей (основой)

• с неметаллической матрицей (основой)

классификация

• дисперсноупрочненные – введение в матрицу дисперсных (мелких) частиц

• волокнистые – упрочненные непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами

• слоистые – созданные путем прессования, прокатки разных материалов