- •1. Классификация и основные понятия материалов.
- •2. Кристаллическое строение металлов. Виды кристалличестких решеток.
- •3. Свойства металлов и сплавов. Понятие твердости. Методы определения твердости.
- •4. Испытание металлов на растяжение, ударную вязкость.
- •Конструкционные материалы /км/.
- •Медь и сплавы на ее основе.
- •Сплавы на основе алюминия.
- •Классификация и маркировка сталей.
- •Маркировка чугунов.
1. Классификация и основные понятия материалов.
Классификация КМ:
Металлы и сплавы:
а) черные:
1) чугуны:
- передельные /используются как сырье при производстве стали/;
- литейные /используются как исходный материал при производстве чугунных отливок/.
2) стали:
- углеродистые;
- легированные.
3) ферросплавы;
б) цветные.
2. Неметаллические материалы:
а) чистые;
б) композиционные.
Сталь – сплав железа с углеродом, где содержание углерода не более 2,14%. Стали могут содержать постоянные примеси и легирующие добавки.
Ферросплав – сплав железа с одним или несколькими химическими элементами. Ферросплавы применяются как сырье при производстве стали.
Чугун – сплав железа с углеродом и другими элементами, где содержание углерода может быть от 2,14% до 6,67%. Чугуны делятся на графитовые и белые.
Для различного типа втулок, колец применяются биметаллы: чугун+бронза, сталь+бронза и т. д.
2. Кристаллическое строение металлов. Виды кристалличестких решеток.
Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Атомы в твердом металле расположены упорядоченно и образуют кристаллические решетки. Расстояния между атомами называют параметрами решеток и измеряют в нанометрах. С повышением температуры или давления параметры решеток могут изменяться. Некоторые металлы в твердом состоянии в различных температурных интервалах приобретают различную кристаллическую решетку, что всегда приводит к изменению их физико-химических свойств.
Существование одного и того же металла в нескольких кристаллических формах носит название полиморфизма, или аллотропии. Перестройка кристаллических решеток при критических температурах называется полиморфными превращениями. Полиморфные модификации обозначаются греческими буквами α, β, γ и другими, которые в виде индекса добавляют к символу элемента. Полиморфную модификацию при самой низкой температуре обозначают буквой α, при более высокой β и т. д.
Виды кристаллических решеток:
ОЦК /объемно-центрированная кубическая/;
ГЦК /гранецентрированная кубическая/;
гексагональная плотноупакованная.
Базис /Б/ кристаллической решетки – целое число атомов, полностью принадлежащих данной элементарной ячейке.
Координационное число /к/ - количество атомов, равноудаленных от атома, принятого за точку отсчета.
Плотность упаковки атомами – отношение количества атомов к элементарному объему или какой-то взятой отдельно плоскости.
В пространстве положение атомов или узлов решетки задается тремя координатами. Выделяют кристаллографические плоскости и кристаллографические направления, наиболее характерные для данной ячейки. Для обозначения плоскостей и направлений в пространстве используются кристаллографические индексы. Для нахождения кристаллографических индексов в плоскости необходимо найти отрезки, которые эта плоскость отсекает от осей координат, найти обратные значения отрезков и записать в виде целых чисел в круглых скобках. Для нахождения индексов направлений нужно выбрать на заданном направлении два соседних атома, один из которых будет началом вектора, а другой – концом, затем найти координату начала и конца вектора, вычесть из координат конца координаты начала и полученные значения записать в квадратные скобки, а если они /координаты/ получились дробные, то привести к общему знаменателю и записать в виде целых чисел.