- •1.Материаловедение, как наука о строении и свойствах материалов, её основоположники
- •2.Кристаллическое состояние, типы кристаллических решеток, их параметры. Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов, квазиизотропия свойств сплавов.
- •3.Металлографический метод изучения металлов.
- •4.Спец методы изучения сплавов (рентгеновский, микрорентгеноспектральный, фрактографический, радиографический).
- •5.Закономерности процесса кристаллизации
- •6.Строение слитка и факторы, на него влияющие
- •Превращения в твердом состоянии (аллотропические и магнитные превращения).
- •8.Типы структурных составляющих, присутствующих в металлических сплавах
- •9. Построение диаграмм состояния методом термического анализа.
- •10. Правила фаз и отрезков
- •11. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси кристаллов двух компонентов
- •12. Диаграмма состояния для сплавов образующие неорганические т вердые растворы.
- •18. Понятие о тройных диаграммах состояния.
- •19. Механические свойства материалов и методы их определения(твердость, прочность, пластичность, ударная вязкость).
- •20. Влияние деформации на структуру и свойства материала. Роль дефектов кристаллического строения в изменении прочности материала.
- •21. Процессы, происходящие при нагреве деформированных материалов( отдых, полигонизация, рекрестализация).
- •22. Диаграмма состояния железо – углерод, характеристики и с войства структурных составляющих.
- •23. Углеродистые стали, их классификация, маркировка. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.
- •24.Конструкционные стали общего назначения ( стали обычного качества, качественные, высококачественные, листовые стали для холодной штамповки, автоматные стали).
- •25. Чугуны, их классификация, маркировка. Влияние углерода, постоянных примесей, скорости охлаждения на структуру и свойства чугунов.
- •26. Диаграмма состояния железо-графит, процесс графитизации.
- •27.Получение белого, серого, ковкого, высокопрочного чугунов, их структура, свойства применение.
- •28 Термическая обработка, ее параметры, методы осуществления.
- •29. Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
- •30. Структурные превращения при термообработке стали и их классификация. Виды термообработки стали.
- •31. Превращение в стали при нагреве. Образование и рост аустенитного зерна.
- •32. Превращения в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.
- •33.Мартенситное превращение и его особенности.
- •34. Превращение при отпуске закалённой стали.
- •35. Термомеханическая обработка стали.
- •36. Способы и параметры закалки стали. Прокаливаемость и закаливаемость. Поверхностная закалка сталей.
- •37. Отжиг и нормализация стали, их назначение и способы осуществления.
- •40. Классификация и маркировка легированных сталей.
- •41. Цементуемые и улучшаемые машиностроительные конструкционные стали, их термич-я обр-ка, св-ва и применения.
- •42. Рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые стали, их термомобр-ка, св-ва и применение.
- •43. Инструментальные некрасностойкие стали для изготовления режущего инструмента, их обработка и св-ва. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы.
- •44.Быстрорежущие стали. Твердые сплавы.
- •45. Инструментальные стали для оснастки холодного и горячего деформирования металлов, их термическая и химико – обработка, структура и свойства.
- •46. Жаропрочные, жаростойкие и нержавеющей стали, их термообработка, свойства и применение.
- •47. Высокопрочные мартенситно-стареющие стали.
- •48. Сплавы с заданным значением тепловых коэффициентов расширения и модуля упругости, магнитотвердые, магнитомягкие, немагнитные материалы.
- •49. Магнитотвердые, магнитомягкие, немагнитные материалы.
- •50. Алюминий и его сплавы, литейные и деформируемые алюминиевые сплавы, их назначение, термообработка и свойства.
- •51. Медь и ее сплавы. Латуни, бронза, их свойства,
- •52. Цинк, свинец олово, магний.
- •53. Тугоплавкие металлы, их использование в промышленных сплавах.
- •54. Полимерные материалы.
- •56. Силикатные материалы
- •Содержание
1.Материаловедение, как наука о строении и свойствах материалов, её основоположники
Материаловедение – это наука, изучающая взаимосвязь между структурой (строением) и свойствами материала, разрабатывающая методы и способы изменения структуры при получении необходимого комплекса свойств, обеспечивающих повышенную долговечность работы изделия.
I раздел: Металловедение
II раздел: неметаллические материалы
I раздел (части): 1) методы изучения структурных свойств; 2) рассматривается теория сплавов; 3) железо и его сплавы; 4) Термическая обработка стальных деталей и др сплавов; 5) Химико-термическая обработка; 6) Легированные стали и их сплавы; 7) Цветные металлы и сплавы на их основе.
Основоположники: Аносов (впервые в мире применил микроскоп, раскрыл секрет изготовления булатной стали), Чернов (впервые построил контуры диаграммы железо-углерод), фамилии других вошли в названия в диаграмме железо-углерод.
2.Кристаллическое состояние, типы кристаллических решеток, их параметры. Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов, квазиизотропия свойств сплавов.
Тв тела могут находиться в кристаллическом состоянии. Большинство металлических материалов находится в кристаллическом состоянии. Кристаллические материалы состоят из множества кристаллов, внутри которых закономерное расположение атомов в пространстве. И это расположение атомов можно изобразить в виде крист решетки. У аморфных закономерного расположения атомов нет. Их можно рассматривать как загустевшую жидкость.
Параметры решетки: межатомное расстояние, межплоскостное расстояние. Они измеряются в анкстремах ( 1А0=10-8 см).
Для того, чтобы описать крист решетку, выделяют минимальный комплекс атомов – элементарная кристаллическая решетка (ОЦК, ГЦК (гране центрическая – в центре каждой грани есть ещё атом)).
Крист решетку можно охарактеризовать такими параметрами: 1) коардеционное число – число атомов, окружающих любой атом на минимальном расстоянии. Чем больше это число, тем выше плотность. 2) коэффициент компактности – указывает на кол-во атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку кр решетки в целом. Чем больше коэф компактности, тем выше силы межатомных связей и больше жаростойкость.
Строение кристаллов (идеальное, реальное). Реальные кристаллы могут иметь дефекты строения (точечные, линейные). К точечным отн дислоцированные атомы и вакансии (дырки). Линейные дефекты наз-ют дислокациями (лишние полуплоскости, которые внедряются в узлы кр решетки).
Д ислокации могут распространяться на многие атомные период. Под действием внешних смл дислокации могут перемещаться, выходить на поверхность металла и исчезать. Считается, что в 1 см3 железа около 106 дислокаций.
Реальные кристаллы имеют дефекты линейные, точечные и эти кристаллы наз-ют зерна (кристаллитом). Чем мельче зерно, тем выше твердость, прочность, пластичность и ударная вязкость. Чем крупнее зерно, тем больше теплопроводность, электропроводность. Внутри зерна могут быть более мелкие крист образования – фрагменты (полигоны) и блоки. Трехступенчатая с-ма (зерно, фрагмент и блоки) не обязательна. Границы зерен, фрагментов и блоков наиболее дефектные места.
После пластической деформации прочность выше, чем в начальном состоянии.
А низотропия кристаллов. Квазитропия св-в сплавов. Анизотропия – св-ва неодинаковы по разным направлениям. Изотропия – св-ва одинаковы. Квази – почти одинаковы.
К ристаллы обладают анизотропией вследствие того, что по разным направлениям разное кол-во атомов.
Разные векторные св-ва: электропроводность, пластичность.
Реальные металлические материалы состоят из мн-ва зерен, разориентированных др отн друга на любые углы. Зерна – это реальные кристаллы.
Св-ва будут примерно одинаковы, если стр-ра равноосная (зерна имеют округлый характер).
Под действием внешних факторов может в структуре появиться текстура – зерна вытянуты вдоль какой-то оси.
I -I – ось структуры.
В разных направлениях пересекается различное кол-во зерен.
Текстура появляется после пластической деформации, а также при некоторых условиях литья. Внутри зерна могут быть более мелкие крист образования, разориентированные на очень малые углы. Если углы до 20, то такие крист образования наз-ются полигоны (фрагменты). Внутри фрагментов могут быть еще более мелкие образования (блоки). Трехступенчатое строение не обязательно. Во всех случаях считают, что границы этих образований наиболее дефектны.