Раздел I. Материаловедение

Тема 1. Введение. Общие сведения о металлах, сплавах и неметаллических материалах

Цели и задачи дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» в профессиональной подготовке инженерных кадров. Роль науки о материалах в подготовке инженеров. Современные материалы, ис­пользуемые для создания технических объектов и строительства инженерных сооружений: конструкционные, инструментальные, специального назначения. Классификация материалов, используемых в технике.

Основоположники науки о материалах, их вклад в развитие науки. Роль отечественной науки в развитии материаловедения. Роль дисциплины «Мате­риаловедение и технология материалов» в совершенствовании технических объектов.

Агрегатные состояния вещества: газообразное, жидкое, твёрдое, плазмен­ное. Кристаллические и аморфные тела. Особенности атомно-кристаллического строения кристаллических тел. Основные типы кристаллических решёток. Про­цесс образования кристаллической структуры материала, физическая сущность процесса кристаллизации. Изотропия и анизотропия. Явление полиморфизма.

Строение реальных кристаллов. Несовершенства (дефекты) кристалличе­ского строения: точечные, линейные, поверхностные. Влияние дислокационной структуры на механические свойства (прочность) материалов. Теоретическая и фактическая прочность. Пути повышения прочности металлов и сплавов. Строение металлического слитка.

Тема 2. Физико-механические свойства материалов и методы их определения

Основные свойства материалов: механические, физические, химические и технологические.

Физические свойства материалов: плотность, температура плавления, теп­лоёмкость, теплопроводность, тепловое расширение, цвет. Методы оценки фи­зических свойств. Структурные и физические методы исследования металлов и сплавов.

Механические свойства материалов и методы их определения. Механиче­ские характеристики материалов. Технологические и эксплуатационные свой­ства материалов.

Общие понятия о нагрузках, напряжениях, деформациях и видах разруше­ния материалов.

Дислокационный механизм упругопластической деформации.

7

Статические испытания материалов на: а) растяжение, б) сжатие,

в) кручение, г) изгиб, е) твёрдость, ж) трещиностойкость.

Динамические испытания материалов на ударную вязкость и хладнолом­кость. Испытания материалов при циклическом нагружении.

Безобразцовые метод определения механических свойств. Неразрушающие методы контроля физико-механических свойств материалов.

Тема 3. Основы теории сплавов

Понятие о сплавах. Основные типы сплавов и их общая характеристика. Понятие диаграммы состояния. Основные типы диаграмм состояния двухком-понентных сплавов: а) механических смесей; б) твёрдых растворов с неограни­ченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии; в) твёрдых раство­ров с ограниченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии;

г) твёрдых растворов с переменной растворимостью компонентов в твёрдом со­ стоянии; д) химических соединений. Основные линии диаграмм состояния двойных сплавов и фазы. Правило фаз Гиббса. Определение количественного и фазового состава сплавов при конкретных температурах с помощью правила отрезков. Связь типа диаграмм состояния с физико-механическими свойствами сплавов, правило Н.С. Курнакова. Примеры диаграмм состояния сплавов. Тер­ мический анализ сплавов, кривые охлаждения.