- •1. Основи металознавства
- •1.1. Роль вітчизняних вчених у розвитку металознавства.
- •1.2. Основні відомості про метали.
- •1.3. Відмінні властивості металів від неметалевих матеріалів.
- •1.4. Кристалізація реальних металів.
- •1.5. Алотропні перетворення у металах.
- •1.6. Загальні відомості про вади будови металів.
- •1.7. Властивості металів.
- •1.8. Основні методи дослідження властивостей металів.
- •1.9. Основи теорії сплавів.
- •1.10. Діаграми стану подвійних сплавів.
- •1.11. Зв’язок між діаграмами стану і властивостями сплавів.
- •1.11. Зв’язок між діаграмами стану і властивостями сплавів.
- •1.2. Залізовуглецеві сплави
- •1.2.1. Діаграма стану "залізо - вуглець".
- •1.2.2. Класифікація, маркування і застосування вуглецевих сталей.
- •1.2.3. Класифікація, маркування і застосування легованих сталей.
- •1.2.4. Класифікація, маркування і використання чавунів.
- •1.3. Термічна і хіміко-термічна обробка металів і сплавів.
- •1.3.1. Основи теорії термічної обробки сталі.
- •1.3.2. Види термічної обробки.
- •1.3.3. Основи теорії хіміко-термічної обробки.
- •1.4. Кольорові метали та іх сплави.
- •1.4.1. Мідь та основні сплави на її основі.
- •1.4.2. Алюміній та основні алюмінієві сплави.
- •1.4.3. Сплави на основі магнію.
- •1.4.4. Сплави на основі титану.
- •1.5. Порошкові матеріали.
- •1.5.1. Тверді сплави.
- •1.5.2. Металокерамічні тверді сплави.
- •1.5.3. Металокерамічні матеріали.
- •1.6. Антифрикційні сплави і матеріали.
- •1.6.1. Бабіти.
- •1.6.2. Алюмінієві антифрикційні сплави.
- •1.6.3. Антифрикційні матеріали на основі міді.
- •1.7. Корозія металів.
- •1.7.1. Основи теорії корозії металів і види корозії.
- •1.7.2. Способи захисту металів від корозії.
- •1.8. Загальні відомості про неметалеві матеріали.
- •1.8.1. Деревина, її властивості, структура, сортамент, застосування.
- •1.8.2. Пластмаси, їх властивості, структура, застосування.
- •1.8.3. Гума та гумові вироби.
- •1.8.4. Скло і скляні вироби.
- •1.8.5. Клеї та їх застосування.
- •1.8.6. Лаки і фарби.
- •2. Виробництво чорних і кольорових металів.
- •2.1. Виробництво чавуну.
- •2.1.1. Вихідні матеріали для виробництва чавуну.
- •2.1.2. Будова доменної печі.
- •2.1.3. Доменний процес.
- •2.1.4. Продукти доменного виробництва, їх характеристика і призначення.
- •2.1.4. Автоматизація доменного виробництва.
- •2.2. Виробництво сталі.
- •2.2.1. Хімізм сталеплавильного процесу.
- •2.2.2. Сучасні методи виробництва сталі.
- •2.2.3. Методи розливання сталі.
- •2.2.4. Інтенсифікація сталеплавильних процесів.
- •2.2.5. Методи виробництва високоякісних сталей.
- •2.3.2. Виробництво алюмінію.
- •3. Методи виробництва заготовок і деталей.
- •3.1. Ливарне виробництво.
- •3.1.1. Ливарні сплави і формувальні суміші.
- •3.1.2. Класифікація ливарних форм і технологія їх виготовлення.
- •3.1.2. Плавильне обладнання.
- •3.1.3. Спеціальні види лиття.
- •3.1. Обробка металів тиском.
- •3.2.1. Теоретичні відомості про обробку металів тиском.
- •3.1.2. Основні види обробки металів тиском.
- •3.1.2. Нові методи обробки металів тиском.
- •3.3. Зварювання і паяння металів.
- •3.3.1. Види зварних з'єднань, їх різновиди і застосування.
- •3.3.3. Газове і дугове різання металів та їх застосування.
- •3.3.4. Паяння металів.
- •3.3.5. Основи технології виробництва виробів з деревини, пластмас, скла, гуми.
- •Посилання на літературу
1.3. Відмінні властивості металів від неметалевих матеріалів.
У кристалічних речовинах кожний атом складається з позитивно зарядженого ядра і кількох шарів (оболонок) негативно заряджених електронів, які рухаються навколо ядра. Електрони зовнішніх оболонок атомів металів називають валентними. Вони легко відщеплюються, швидко рухаються між ядрами і називаються вільними. Наявність у металах таких електронів зумовлює електропровідність і теплопровідність.
В окремих кристалах властивості (в основному механічні) різні в різних напрямках. Таку властивість кристалів називають анізотропністю. Анізотропність кристалів пояснюється особливостями розташування атомів у просторі.
Аморфні речовини ізотропні, тобто всі властивості в них однакові у всіх напрямках.
1.4. Кристалізація реальних металів.
Кристалізацією називається утворення кристалів у металах (сплавах) при переході з рідкого стану в твердий (первинна кристалізація). Процес кристалізації складається з двох етапів: утворення центрів кристалізації і росту кристалів.
Процес кристалізації металу найлегше простежити за допомогою лічильника часу і термоелектричного пірометра.
Покази пірометра автоматично записуються в часі, і за цими даними будуються криві охолодження в координатах температура - час (рис. 5).
Перехід з рідкого стану в твердий при охолодженні супроводжується утворенням кристалічної решітки. Щоб розпочалася кристалізація, рідкий метал необхідно перехолодити дещо нижче від температури плавлення.
На кривій охолодження (металів) можна відмітити горизонтальну площадку (ав). Точка а - початок, в - завершення кристалізації. Ділянка ав вказує на незмінність температури у часі під час плавлення. Це показує, що теплова енергія витрачається на внутрішні перетворення у металі.
В аморфних речовинах криві охолодження плавні, без площадок і уступів. Тому, якщо метали мають температуру кристалізації і температуру плавлення, то аморфні речовини мають інтервал затвердіння і розрідження. Якщо метали на кривій охолодження мають одну площадку (ав), то сплави - декілька площадок і уступів.
1.5. Алотропні перетворення у металах.
Алотропія металів (або поліморфізм) - це властивість перебудовувати решітку при певних температурах у процесі нагрівання або охолодження. Алотропія властива всім елементам, які змінюють валентність при зміні температури (залізо, марганець, нікель, олово та ін.). Кожне алотропне перетворення проходить при температурі 1184 0К, нижче від якої атоми складають решітку центрованого куба, а вище - решітку гранецентрованого куба.
Структура, що має ту чи іншу решітку, називається алотропною формою або модифікацією. Різні модифікації позначаються грецькими буквами , , і т.п. Алотропні перетворення супроводжуються віддачею (зменшенням) або поглинанням (збільшенням) енергії.
1.6. Загальні відомості про вади будови металів.
Реальні метали складаються з кристалів з певними вадами.
Вади бувають:
- точкові - це пусті вузли, або вакансії (рис. 6а) та міжвузлові атоми (рис. 6б); кількість цих вад зростає з підвищенням температури;
- лінійні - це дислокації (крайові та гвинтові), які є ніби зсув частини кристалічної решітки (по лінії АВ рис. 6в). Дислокації характеризуються великою протяжністю в одному напрямі;
- поверхневі - це наявність субзерен або блоків 1,2 всередині кристала (рис. 6г), а також різною орієнтацією кристалічних решіток зерен 1, 2 (рис. 6д).
Вади кристалів істотно впливають на всі властивості металів.