Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Книга Материаловедение и ТКМ 3.doc
Скачиваний:
121
Добавлен:
18.11.2018
Размер:
9.74 Mб
Скачать

50.Ахметов с.Ф., Иванов с.Н. Многоликий кремний.- м.: Знание, -1987г., с 64

51. Украинский советский энциклопедический словарь в 3-х томах .,т 1 1988г.

52. Жаваронков Н.М. Три проблемы элемента № 13. М., Сов. Россия 1988 г.

52. Восстановление Приднепровья (1946 - 1950). -1988 г.

53. Наука и техника СССР 1917- 1987 (Хроника).- М.: Наука, 1988 г.

54. Восстановление Приднепровья. (1946-1950)..1988 г.

55. Зубков Л.Б. Металл златоцветного камня.- М.: Наука, -1989 г.,с 160

56. Создатели новой техники в УССР.- К, Наукова думка, 1991 г.

1. Металловедение

Металловедением называется наука, устанавливающая связь между составом, строением (структурой) и свойствами металлов и сплавов и изучающая закономерности их изменения при тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных воздействий.

Впервые существование связи между строением стали и ее свойствами было установлено П.П. Аносовым (1831 г.), который применил для исследования стали микроскоп.

Основы научного металловедения были заложены выдающимся русским металлургом Д.К. Черновым (1868 г.), которого называют отцом металлографии.

В начале ХХ века и последующие года большую роль в развитии металловедения сыграли работы Н.С. Курнакова, который применил для исследования металлов и других химических соединений физико - химический метод анализа и изобрел пирометр, названный его именем – пирометр Курнакова.

Существенный вклад в развитие науки о металлических материалах внесли Байков А.А., Бочвар А.М., Курдюмов Г.П., Гуляев А.П., Лахтин Ю.М. и их последоватеои. Среди известных зарубежных ученых следует назвать Осмонда Ф. (Франция), Таммана Г. (Германия), Бенна Э., Мейла М. (США), Юм-Розера, Мотта (Англия) и др

1 Основы свойств материалов

Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое использование в технике. Решение важнейших технических проблем связано с экономией материалов, уменьшением массы машин и приборов, повышением точности, надежности и работоспособности конструкций, механизмов, приборов.

Знание свойств металлов и их сплавов позволяет определять области рационального использования различных материалов.

Металлы обладают основными признаками:

- наличие кристаллической решетки в твердом состоянии;

- высокой тепло- и электропроводность;

- способностью к упругому и пластичному деформированию.

Косвенные признаки: металлический блеск.

Для конструкционных материалов основными свойствами являются:

- физические;

-химические;

-механические;

-технологические;

-эксплуатационные.

1.1 Физические свойства

К физическим свойствам металлов относят цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расшире­ние, теплоемкость, электропроводность, магнитные свойства и др.

Цветом называют способность металлов от­ражать световое излучение с определенной дли­ной волны. Например, медь имеет розово - крас­ный цвет, алюминий – серебристо - белый.

Плотность (кг/м3, г/см3) металла характеризуется его массой, заключенной в единице объема. По плот­ности все металлы делят на легкие (менее 4500 кг/м3) и тяжелые. Плотность имеет боль­шое значение при создании различных изделий. Например, в самолето - и ракетостроении стремятся использовать более легкие металлы и сплавы (алюминиевые, магниевые, титановые), что способствует снижению массы изделий.

Температурой плавления (0С, К) называют температуру, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. По температуре плавления различают тугоплавкие металлы (вольфрам 3395 ±15° С, тантал 3000±50°С, титан 1668±4°С. и др.), легкоплавкие (олово 232°С, свинец 327°С, цинк 419,5°С, алюминий 660°С). Темпера­тура плавления имеет большое значение при вы­боре металлов для изготовления литых изделий, сварных и паяных соединений, термоэлектриче­ских приборов и других изделий. В единицах СИ температуру плавления выражают в граду­сах Кельвина (К), более широкое – в градусах Цельсия (0С). Ноль градусов Цельсия соответствует 273 0К.

Теплопроводностью (Вт/ (м*К)) называют, спо­собность металлов передавать тепло от более на­гретых к менее нагретым участкам тела. Серебро, медь, алюминий обладают большой теплопроводностью. Железо имеет теплопроводность примерно в три раза меньше, чем алюминий, и в пять раз меньше, чем медь. Теплопроводность имеет большое значение при выборе материала для де­талей. Например, если металл плохо проводит тепло, то при нагреве и быстром охлаждении (термическая обработка, сварка) в нем образу­ются трещины. Некоторые детали машин (порш­ни двигателей, лопатки турбин) должны быть изготовлены из материалов с хорошей тeплопpoводностью.

Тепловым расширением называют спо­собность металлов увеличиваться в размерах при нагревании и уменьшаться при охлаж­дении. Тепловое расширение характеризуется коэффициентом линейного расширения

α = (l2 – l 1) [l1 (t 2 – t 1)],

где l 1 и l 2 длины тела при температурах t 1 и t 2.

Коэффициент объемного расширения равен 3 α.

Тепловые расширения должны учитываться при сварке, ковке и горячей объемной штамповке, изготовлении литей­ных форм, штампов, прокатных валков, калибров, выполнении точных соединений и сборке приборов, при строительстве мостовых ферм, ук­ладке железнодорожных рельс и т.д..

Теплоемкостью (Дж/(кг*К)) называют способность ме­талла при нагревании поглощать определенное количество тепла. Теплоемкость различных металлов сравнивают по величине удельной теплоемко­сти - количеству тепла, выраженному в боль­ших калориях, которое требуется для повыше­ния температуры 1 кг металла на 1°С

Способность металлов проводить электриче­ский ток оценивают двумя взаимно противопо­ложными характеристиками - электропро­водностью и электросопротивлени­ем.

Электрическая проводимость оценивается в системе СИ в сименсах (См), а удельная электро­проводность - в См/м, аналогично электросо­противление выражают в омах (Ом), а удельное электросопротивление - в Ом/м.

Хорошая элек­тропроводность необходима, например, для токоведущих проводов (медь, алюминий). При изго­товлении электронагревателей приборов и печей, где необходимы сплавы с высоким электросопротивлением (нихром, константан, манганин). С по­вышением температуры металла его электропроводность уменьшается, а с понижением - увели­чивается.

Магнитные (Гн/м) свойства характеризуются абсолютной магнитной проницаемостью или маг­нитной постоянной, т. е. способностью металлов намагничиваться.

Высокими магнитными свойствами обладают железо, ни­кель, кобальт и их сплавы, называемые ферро­магнитными. Материалы с магнитными свойства­ми применяют в электротехнической аппаратуре и для изготовления магнитов.