1.Материаловедение как наука о строении и свойствах материалов, ее основоположники.

Материаловедение изучает взаимосвязь между строением (структурой) материалов, его составом, обработкой и свойствами, а также разрабатывает методы воздействия на структуру, чтобы получить нужный набор свойств. Преобладающими методами воздействия на структуру является термическая, химикотермическая обработка.

Основоположники: Аносов – применил микроскоп; раскрыл секрет изготовления булатной стали. Чернов – построил диаграмму железо-углерод. Адольф Мартенс исследовал микроструктуру твердой закаленной стали и обнаружил, что она отличается от структуры менее твердых сталей: зерна заполнены иголками и пластинками. Свой вклад также внесли Ферри, Ледибур, Сорби,Труст.

2 .Кристаллическое состояние, типы кристаллических решеток, их параметры. Строение кристаллов (идеальное и реальное). Анизотропия кристаллов, квазиизотропия свойств сплавов. Металлические материалы находятся в кристаллическом состоянии. Они состоят из множества кристаллов. Внутри кристаллов закономерное расположение атомов в пространстве. Кристаллическое состояние можно увидеть можно увидеть в микроскоп. Закономерное расположение атомов в пространстве можно описать проанализировав элементарную крист. ячейку.,кот.

является минимальным комплексом атомов полностью характеризующим кристаллическое состояние.

a , b, c – межатомные расстояния (межплоскостные),α,β,γ-углы между ребрами. Параметры элементарной ячейки a, b, c и атомные радиусы измеряются в ангстремах (1А=10^-8см)или в нанометрах (1нм=10А). Координационное число-число атомов,находящихся на минимальном расстоянии от любого атомав кристаллической решетке.Коэффициент компактности-число атомов приходящихся на одну элементарную ячейку по кристаллической решетке вцелом.с/а>=1-тетрогональная

а=в><c, ),α=β=γ=90

1. Простая кубическая решётка: в узлах кубика атомы касаются друг друга. Параметры: Период решётки (расстояние между атомами a =d), d – диаметр атома. 1/8·8 =1 атом на элемент, ячейку. Для химического соединения данный тип решётки.

2. Кубическая объёмно-центрированная решётка характерна для тугоплавких металлов. a =1,21·d. , коэф.компактности: 1/8·8 +1 =2. Feα, Ti, W, Nb.

3. Кубическая гранецентрированная решётка . 1/8·8 +1/2·6 =4. Характерна для пластичных металлов. Cu, Feγ, Au. Координационное число=12. Структура идеального кристалла непрерывна,а состав неизменный во всем объеме.

Р еальное строение: в реальных кристаллах имеются дефекты, которые можно разделить на: точечные и линейные. Точечные-вакансии: Вакансия(дырка)

Дислоцорованный атом

Л инейный дефект-дислокации (линейная полуплоскость внедряется в кристаллическую решетку). Под

действием внешних сил дислокации могут переме-

щаться ,выходить на поверхность кристалла

( и исчезать). От подвижности дислокации зависят многие показатели свойств.Если дислокации движуться при мин. Усилиях,то материал пластичен,если передвиж тормозится,то возрастает прочность. Реальные материалы состоят из множества кристаллов с дефектами кристаллического строения, поэтому их называют кристаллитами(зернами).Границы зерен- скопления дефектов. Кристаллические зародыши возникают в жидкой фазе и растут до столкновения друг с другом. В зависимости от условий кристаллизации зерна могут быть разных размеров: скорость высокая -мелкое зерно, низкая -крупное. Чем меньше зерно, тем выше твердость, прочность, ударная вязкость(сопротивление хрупкому разрушению). Чем крупнее зерно, тем больше теплопроводность, выше жаропрочность. Внутри зерен могут быть более мелкие кристаллические образования. Анизотропия – это различие свойств в разных направлениях в кристалле. Все кристаллы анизотропны. Реальный металл состоит из многих кристаллов. Произвольность ориентировки каждого кристалла приводит к тому, что в любом направлении располагается примерно одинаковое количество различно ориентированных кристаллов. В результате получается, что свойства такого поликристаллического тела одинаковы во всех направлениях, хотя свойства каждого кристалла, составляющего это тело, зависят от направления. Это явление называется квазиизотропией (ложная изотропия).