- •3) Классификация материалов, их роль в создании материальной базы современной цивилизации.
- •5) История развития материаловедения
- •6) Внутреннее строение материалов.
- •7) Строение и свойства металлов.
- •8) Чёрные и цветные металлы
- •9) Кристаллические и аморфные материалы.
- •10) Кристаллическая решетка, основные типы, элементарная ячейка.
- •11) Макро и микро дефекты
- •12) Анизотропия металлов
- •13.Кристаллизация металлов, кривые охлаждения, этапы процесс.
- •14.Моно- и поликристаллы. Строение механического слитка.
- •15.Методы изучения строения металлов: микро- и макроанализ, рентгеновский анализ, магнитный метод, ультразвуковой метод.
- •16.Физические и химические свойства металлов. Цвет, плотность металла, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, электропро-водность. Магнитные свойства.
- •17.Химические свойства.
- •19.Упругая и пластическая деформация.
- •20.Деформации растяжения, изгиба, кручения, среза.
- •21.Прочность и ее показатели.
- •22.Предел текучести. Упругость. Пластичность. Вязкость.
- •23. Твердость, усталость, выносливость. Испыт. На ударн. Вязкость, усталостн. Прочность и ползучесть.
- •25. Нагрев металлов при обработке давлением.
- •26. Основы теории сплавов. Основные сведения о сплавах.
- •27. Фазы в металлич. Сплавах. Понятие фазы. Тв. Р-ры, химич. Соедин. И механич. Смеси.
- •31. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
- •32. Железоуглеродистые сплавы. Выплавка стали и чугуна
- •34. Продукция черн. Металлургии: передельн. Чугун, литейн. Чугун, домен. Ферросплавы, стальн.Слитки и прокат.
- •35. Способы литья. Влияние компонентов на свойства чугуна.
- •36. Белый и серый чугун. Высокопрочн. Чугун. Ковкий чугун. Чугуны со спец. Св-вами.
- •37. Стали и их классиф. Способы получ. Стали из чугуна: конверторн.Способ, мартен. Способ, плавка в электрич. Печах.
- •38. Влияние углерода на свойства углеродистых сталей.
- •39. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистых сталей.
- •40. Углеродист. И легиров. Стали: стали углеродистые обыкнов. Качества, качеств. Углеродистые стали, углеродист. Стали спец.Назнач.
- •41. Влияние легирующих элементов. Маркировка легированных сталей.
- •42. Цементуемые, улучшаемые и высокопрочн. Стали.
- •43. Углеродист. Инструментальные стали. Легированные инструментальные стали.
- •44. Коррозионно-стойкие стали. Жаростойкие и жаропрочные стали.
- •45. Методы получения высококачественной стали.
- •46. Основы теории термообработки стали. Критич. Температуры. Превращ. Структуры стали при нагреве. Структурные превращения при охлаждении стали.
- •47. Диаграмма изотермических превращений.
- •48. Аустенитно-мартенситное превращение.
- •49. Технология термообработки. Основные виды термообработки, технологические режимы.
- •50. Отжиг стали I и II рода: виды отжига, режимы обработки, изменение структуры и св-в стали, прим. Виды закалки, ее режимы, хар-ки, типы охладителей, изменение структуры и св-в стали.
- •51. Поверхностная закалка. Применение закалки.
- •53. Дефекты при отжиге и нормализации. Дефекты при закалке.
- •54. Термомеханич. Обработка. Новые способы термообработки (лазерная, электроннолучевая).
- •56. Химико-термическая обработка. Азотирование.
- •57. Поверхностное упрочнение стали.
- •59. Цветные металлы и сплавы.
- •60. Деформируемые алюминиевые сплавы –
- •61. Литейные алюминиевые сплавы.
- •62. Получение меди и ее сплавы.
- •63. Латунь. Бронза, сплавы меди с никелем.
- •64. Олово, свинец, цинк и их сплавы.
- •65. Неметаллические материалы
- •68.Основные свойства полимеров
- •69.Номенклатура конструкционных пластмасс
- •70.Полиолефины: полиэтилен и полипропилен.
- •71.Поливинилхлорид.
- •72.Полиэтилентерефталат
- •73.Полистирол.
- •74.Фторопласты
- •75.Полиметилметакрилат.
- •76.Поликарбонаты. Газонаполненные пластмассы.
- •77.Материалы на основе древесины. Структура и свойства древесины
- •78. Модифицирование цельной древесины. Классификация материалов на основе древесины.
- •79.Бумага и картон.
- •80.Минералы и материалы на их основе. Твердые и сверхтвердые материалы.
- •81. Минеральные материалы на основе силикатов.
- •82. Стекло и ситаллы.
- •83. Техническая керамика
- •84. Графит и материалы на его основе.
- •85. Композиционные материалы. Структура и классификация.
- •86. Перспективы использования композитов.
- •87. Биоразлагаемые композиционные материалы на основе полимеров.
- •66. Пластмассы. Классификация пластмасс.
- •67. Строение и структура пластических масс
25. Нагрев металлов при обработке давлением.
Нагрев металла при обраб. давл. влияет на кач-во и стоимость продукции. Осн. требов. к нагреву: равномерн. прогрев заготовки по сеч. и длине до соотв. температуры за мин. время с наим. потерей металла в окалину и экономным расходом топлива.
Неправ. нагрев вызыв.дефекты: трещины, обезуглероживание, повышен. окисление, перегрев и пережог.
Кажд. металл и сплав имеют свой определ. температ. интервал горячей обраб. давл., который выбир. по табл.в завис. от марки сплава.
Для углеродистых сталей темпер. начала горяч. деформирования выбир.по диаграмме состояния железо-цементит на 100 — 200 °С ниже темпер. плавл. стали задан. хим. состава, а темпер. конца деформирования принимают на 50 — 100 °С выше темпер. рекристаллизации.
Заготовки и слитки перед обраб. давл. нагревают в горнах или печах. Горны отлич. от нагреват. печей небольш. размерами, отаплив. каменным углем, коксом или мазутом, металл нагрев. в них при непосредств. контакте с топливом. Их используют для нагрева мелких заготовок при ручной ковке.
26. Основы теории сплавов. Основные сведения о сплавах.
Сплав-макроскопически однор. сис-ма, сост. из двух и более хим. эл-тов. В-ва, образующие сис-му, наз. компонентами.
В сплавах компоненты могут вступать во взаимод. с образованием разл. фаз. Разл. след. фазы метал. сплавов:
-жидкие р-ры;
-твердые р-ры;
-химич. соединения.
Раствор-тв. или жидк. гомогенная (однородн.) сис-ма, сост. из двух или более компонентов, относит. кол-ва кот. могут измен. в шир. пределах.
В бол-ве случ. входящие в сплав эл-ты в жидк. сост. полностью растворимы др. в др., т. е. предст. собой жидкий р-р, в кот. атомы разл. эл-ов более или менее равномерно перемешаны др.с др.
Тв. р-ры бывают трех видов: замещения, внедрения и вычитания.
Химич. соед. Хар-ные особенности, отличающие их от твердых р-ров:
-их кристаллич.реш. отличается от кристаллич. реш. компонентов, образующих соед.;
-соотнош. эл-тов в них кратно целым числам;
-их св-ва отличны от св-в образующих эл-тов
-они плавятся при пост. температуре;
-их образов. сопровождается значит. тепловым эффектом.
27. Фазы в металлич. Сплавах. Понятие фазы. Тв. Р-ры, химич. Соедин. И механич. Смеси.
Фаза – однор. часть системы, отделен. от др. частей системы поверхн. раздела, при переходе через кот. структура и св-ва резко меняются.
В зав. от хар-ра взаимод. компонетов разл.сплавы:
-механич. смеси;
-твердые р-ры;
-химич. соединения.
Механич. смеси образ., когда компоненты не способны к взаимному раствор. в тв. состоянии и не вступают в химич. реакцию с образов. соединения.
Образуются между эл-тами значительно различающимися по строению и свойствам, когда сила взаимод. между однор. атомами больше чем между разнородными. Сплав сост. из кристаллов входящих в него компонентов (рисунок 1). В сплавах сохраняютсякристаллич. решеткикомпонентов.
Рисунок 1 — Микроструктура механич. смеси
В тв. р-ре металл-растворитель сохран. свою кристаллич. решетку, а растворимый эл-т (металл или неметалл) распределяется в ней в виде отд. атомов. Тв. р-ры бывают двух типов:
—тв. р-ры замещения
—тв. р-ры внедрения.
В тв. р-рах замещ. (рис. 5, а) часть атомов кристаллич. реш. металла-растворителя замещена атомами др. компонента. Атомы растворен. компонента могут замещ. атомы растворителя в люб. узлах решетки. Поэтому тв. р-ры замещ. наз. неупорядоч. тв. р-рами. В тв. р-рах внедр. (рис. 5, б) атомы растворен. компонента внедряются в межатомн. про-во кристаллич. реш. компонента-растворителя. При этом атомы располаг. в таких пустотах, где для них имеется больше своб. про-ва.
Т. о., тв. р-р, сост. из двух или неск. компонентов, имеет один тип решетки и представл. соб. одну фазу.
Химич. соединения. Хар-ные особенности, отличающие их от твердых р-ров:
-их кристаллич.решотличается от кристаллич. реш. компонентов, образ. соед.;
-соотношение эл-тов в них кратно целым числам;
-их св-ва отличны от св-в образующих эл-тов
-они плавятся при пост. температуре;
-их образов. сопровождается значит. тепловым эффектом.
28. Диаграммы сост. сплавов, образ. механич. смеси из чистых компонентов. Эвтектика.
Диаграмма состояния сплавов, образ. механич. смеси из чистых компонентов. Рассмотрим диаграмму состояния сплавов сис-мы висмут-кадмий. Обл. существ. жидк. расплава ограничена сверху ломан. линией, соедин. точки плавл. висмута и кадмия через т.у Е. В т. Е сплав (40% висмута и 60% кадмия) имеет одинак. темпер. ликвидуса и солидуса. Все ост. сплавы системы затверд. и плавятся в пределах темпер. интервала, кот. снизу ограничен горизонт. линией солидуса. Сплав в точке Е имеет очень мелкие кристаллы висмута и кадмия, наход. в определ. взаимном располож. Этот сплав наз. эвтектикой («эвтектика » в пер. с греч. означ. легкоплавкая).Эвтектикой наз. механич. смесь двух (или более) видов кристаллов, одновременно кристаллизующихся из жидк. сплава. Тв. сплавы, лежащие левее эвтектической т. Е, и сплавы, содерж. до 40% висмута, наз. доэвтектич., а лежащие правее т. Е и содерж. более 40% висмута - заэвтектич. Доэвтектич сплавы сост. из смеси кристаллов висмута и эвтектики (кристаллы висмута + кристаллы кадмия), а заэвтектич. - из смеси кристаллов кадмия с эвтектикой. По этому типу диаграммы сост. кристаллизуются также сплавы систем Zn-Sn, Pb-Ag, Ni-Cr, Cr-Mn, Cu–Bi, Al-Si.
1 – жидкий сплав, 2 – линия ликвидуса, 3 – линия солидуса, 4 – механическая смесь кристаллов висмута и кадмия, Е – эвтектика
29. Диаграммы состояния сплавов для случая огранич. растворимости компонентов в твердом состоянии.
В сплавах в твердом состоянии (для случая огранич. раствор.) компоненты растворяются друг в друге с образов. тв. растворов α (В в А) и β (А в В), между кот. образ. эвтектика эвт(α+β).
Однофазные обл. на диаграмме:
1) жидкость L – выше линии ликвидус DCE;
2) тв. раствор α – область 0DFK0;
3) тв. раствор β – область NGE-100-N.
Рис. 1 – Диаграмма сост. сплавов с огранич. растворимостью
Линии верхн. части диаграммы – образование кристаллов тв. растворов α и β.
При сниж. темпер. после достижения предела растворимости (т.е. ниже ур. FCG) предельное содерж. растворен. компонента в тв. растворе может изменяться. Эта зависим. предела растворимости от темпер. тв. р-ра α показана линией FK, а дляβ – линией GN. Видно, что с уменьше. темпер. возможное содерж. В в α уменьш. (от М% В до К% В при 0ºС). Поэт., при охлажд. сплавов, содерж. от К % В до М % В, ниже линии FKиз них будет выдел. оказавшаяся избыт. часть компонента В в виде кристаллов вторичн. βII(доказывается правилом отрезков), и в обл. KFMK сплавы будут иметь фазов. состав α+βII.
В частн. случае, показанном линией GN, предел растворимости А в β не зав. от темпер. и кристаллы тв. раствора β, образовавшиеся на линии GE, будут охлаждаться до комнатн. темпер. без каких-либо внутр. изменений.
В ср. части диаграммы сплавы кристаллизуются с образов. эвтектики на линии FCG. Эвтектика содержит С/% В и кристаллизуется по реакции: Lэвт–>эвт(α+β). В доэвтектических сплавах этой обл. в конечной структуре сплава будут присутствовать кроме эвтектики кристаллы (α+βII), а в заэвтектических – кристаллы β.
Структурн. составл.е сплавов:
1) кристаллы α – область 0DFK0;
2) кристаллы β – область NGE-100-N;
3) кристаллы эвтектики эвт(α+β) – линия СС/.
30. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения.
Диаграмма состояния сложная, сост. из нескольких простых диаграмм. Число компонентов и количество диаграмм завис. от того, сколько химич. соединений образуют основные компоненты системы. Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами.
Эвт1 (кр. А + кр. AmBn);
Эвт2 (кр. B + кр. AmBn).
\