1. Материаловедение - определение и объект изучения науки. Классификация материалов.

Материаловедение- это наука о материалах. Материаловедение включает в себя физику, химию, которые изучают состав, строение,св-ва вещ-в и технологию(как изготовить то или иное вещ-во). Цель материаловедения:получить вещ-во с заданными св-ми. Клас-я мат-в:1.Металлы и сплавы: - Черные(сплавы железа с углеродом);Цветные(сплавы на основе цветных металлов); -Тугоплавкие. 2.Неорганические-неметаллические: -Керамика; -Стекло; -Вяжущие материалы. 3.Полимерные материалы. 4. Композиционные материалы (композит- материал имеющий основу из одного материала,а внутр.наполнитель из другого мат-ла): -На основе органических; -На основе неорганических; -Смешанные.

2. Природа химической связи и свойства кристаллов.

1.Ионные крист-лы (образуются атомами элем-в с сильно отличающейся электроотриц.). Решетка ион.крист. образована катионами и анионами металлов и неметаллов. Связь ненасыщ.,коорд.числа очень большие, энергия связи высокая, темпер.плавлен. высокая. 2.Ковалентные крист.(образ-ся за счет образ-я атомами общих электронных пар). Связь насыщ., кол-во связей опред-я валентностью, коорд.числа небольш., плотность меньше чем у ионных крист., хрупкие и в нек-х случаях очень тверд-е. 3.Металлические крист.(состоят из остова положит.заряж. ионов металла, облако общих элек-в скрепляет их).Этим и обусловленны уникальные св-ва металлов:высокая тепло и электропроводность, металлический блеск,высокая пластичность.

3. Типы кристаллических решеток, координационные числа, связь с плотностью и другими свойствами.

Кристаллическое вещ-во харак-ся закономерным распределением атомов в простр.,образующ.кристалл. решетку.Виды:1)Простая кубическая(коорд.число 6); 2)Объемо-центрированая кубическая(коорд.число 8); 3)Гране-центрированная кубическая(коорд.число 12); 4)Гексагональная плотноупакованная(коорд.число 12). Реш-ка харак-ся расстоянием между атомами и коорд.числом(это кол-во атомов находящ.на одинаковом ближайшем расстоянии от данного). Чем выше коор.число, тем выше плотность материала, выше его твердость.

4. Типы дефектов в кристаллах. Влияние дефектов на прочность.

Дефект-это нарушение идеальности в структуре кристалла.Виды:1.Точечные деф.-вакансии(узлы решетки, в которых отсутствуют атомы) в междоузлии.2.Линейные деф.(дислокации).Дислокации облегчают пластическую деформацию сплавов.Наличие дислокации уменьшает прочность.3.Поверхностные деф.-границы зерен и поверхность самого кристалла.4.Объемные деф.-включения других веществ, крупные трещины, микропустоты. 1-теоретическая прочность;2-прочность крист.с маленьким кол-вом деф; 3-прочность технических металлов и сплавов; 5-разрушение. ρ=∑L/V.Таким образом увеличить прочность материалов можно уменьшив дислокацию,либо затруднив её движение: 1.Повысить концентрацию дислокации.;2.Ввести атомы(легирование), стабилизирующие дислокации;3.Создать зерна новой фазы. Чем больше границ зерен,тем труднее дислокациям двигаться.Уменьшение размера зерна тоже повышает прочность.

5. Упругая и пластическая деформация. Наклеп. Рекристалдизация.

I -Участок упругой деформации(деформация пропорциональная нагрузке)-образец восстанавливает свои размеры после снятия нагрузки(обратима); II-Область пластической деформации.При пластической деформации форма и размер изделия не восстанавливаются после снятия нагрузки. III-Образование трещин и разрущение материала.Наклеп-это процесс упрочнения металла в следств.пластич. деформац.При наклепе прочность возрастает в 1,5-2раза,а предел текучести в 3-7раз, пластичность уменьшается.При нек-ом предельном значении степени деформации предел текучести становится равным пределу прочности.Пластичность падает до 0 и материал разрушается.Наклепанное состоян.явл-ся неравновесным,кроме того в результ. Наклепа деформируется не только материал, но и каждое зерно из кот-го оно состоит.Если нагреть металл до 0,2-0,3 Тпл(К),то начнется процесс возврата, т.е. увеличение структурного совершенства наклепанного металла, кол-во вакансий и дислокаций уменьшается,уменьшается искажение решетки и внутреннее напряжение,но форма зерна не меняется и мех-е св-ва меняются мало.

Рекристаллизация.

Если продолжить повышать температ.выше температ.рекристаллизации, соотв.начнется процесс рекристал.,т.е.образ-е зародышей новых бездефектных зёрен и постепенно весь объем металла занимают бездефектные зерна. При этом прочность и твердость падают, а пластичность растет.Темпер.начала рекрист.зависит от степени деф-ии зерна,формы зерна и т.д.Если темпер. Повышать дальше, то новые неискаженные зерна сдливаются друг с другом-собирательная рекрист.Т.о. происходит рост размера зерна, увелич размера зависит от времени, от температ и то степени деф-ии(чем сильнее искажен материал,тем меньше размер зерна). Чем меньше размер зерна, тем выше прочность, пвердость, упругость, удароустойчивость. Предел текучести это сопротив.движению дислокации.Все эти процессы называются рекрист.обжиг-это термич.обработка, целью кот-й явл-я устранение последствий наклепа.