- •1. Предмет, методы и объекты изучения дисциплины «Технология материалов».
- •Механические и технологич св-ва км.
- •4. Кристаллические решетки металлов и их основные типы.
- •5. Дефекты кристаллических решеток. Их влияние на свойства металлов.
- •6. Кристаллизация металлов. Полиморфизм металлов.
- •7. Понятия металлических сплавов. Сплавом называют результат сплавления двух или более компонентов. Компоненты - это химически индивидуальные вещества образовывающие сплав.
- •8. Цветные металлы и сплавы на и их основе. Маркировка.
- •9.Сплавы на основе титана. Их свойства и маркировка.
- •10. Сплавы на основе алюминия. Их свойства и маркировка.
- •11. Сплавы на основе меди. Их свойства и маркировка.
- •12. Правило отрезков для диаграмм состояния.
- •4. Цементит – характеристика дана выше (в компонентах железоуглеродистых сплавов).
- •1 4. Диаграмма состояния железо-цементит. Эвтектические и эвтектоидные превращения
- •15. Диаграмма состояния железо-цементит. Кривые охлаждения сплавах железа с углеродом.
- •16. Термическая обработка сталей. Виды термической обработки.
- •17. Отжиг и нормализация сталей.
- •18. Закалка сталей.
- •19.Отпуск закаленных сталей.
- •20. Химико-термическая обработка сталей.
- •21. Композиционные материалы. Классификация км.
- •22. Композиционные материалы. Способы получения км.
- •23. Порошковая металлургия. Формование и спекание порошков.
- •1. Получение порошков
- •24. Свойства и области применения порошковых материалов.
- •2.1 Химические свойства
- •2.2 Физические свойства
- •25. Неметаллические материалы. Полимеры.
- •26. Пластмассы. Состав и классификация.
- •28. Чугуны. Их структура и свойства.
- •29. Классификация чугунов. Маркировка. Области применения
- •30. Подготовка сырьевых материалов (производство чугуна).
- •31. Основные химические процессы производства чугуна.
- •32. Доменное производство чугуна.
- •33. Внедоменное производство железа.
- •34. Влияние химического состава на свойства чугунов.
- •35. Конвертерный способ производства стали.
- •36. Производство стали в мартеновской печи
- •38. Разливка стали.
- •40. Строение стального слитка.
- •Маркировка легированных сталей
- •45. Инструментальные стали. Конструкционные стали. Области применения.
- •46. Производство меди.
- •47. Производство алюминия.
- •48. Производство титана.
- •49. Характеристика литейного производства. Преимущества и недостатки.
- •50. Классификация литых заготовок.
- •52. Формовочные и стержневые смеси.
- •53. Изготовление литейных форм.
- •54. Приемы ручной формовки.
- •55. Литейное производство. Изготовление стержней.
- •58. Литье по выплавляемым моделям. Литье в металлические формы.
- •59. Центробежное литье. Литье под давлением.
- •60. Литейное производство. Дефекты отливок и способы их устранения.
- •61. Обработка металлов давлением. Классификация процессов.
- •63. Обработка металлов давлением. Прессование.
- •64. Обработка металлов давлением. Волочение.
- •65. Обработка металлов давлением. Ковка.
- •66. Обработка металлов давлением. Штамповка.
- •67. Обработка металлов давлением. Горячая объемная штамповка (гош).
- •68. Обработка металлов давлением. Холодная штамповка.
- •69. Обработка металлов давлением. Листовая штамповка.
- •70. Сварочное производство. Виды сварки.
- •71. Сварочное производство. Ручная электродуговая сварка.
- •72. Сварочное производство. Автоматическая дуговая сварка под флюсом.
- •73. Контактная сварка. Газовая сварка.
- •74. Особые способы сварки: диффузионная, сварка трением, сварка взрывом.
- •75. Виды сварных соединений и швов. Термические процессы в сварочном производстве (наплавка, пайка).
- •76. Обработка металлов резанием. Классификация движений в металлорежущих станках.
- •77. Классификация металлорежущих станков.
- •78. Механическая обработка. Точение.
- •79. Механическая обработка. Сверление.
- •80. Механическая обработка. Протягивание.
- •81. Механическая обработка. Фрезерование.
- •82. Механическая обработка. Шлифование.
- •83. Финишная обработка поверхностей деталей.
4. Кристаллические решетки металлов и их основные типы.
Металлы, описываемые пространственной кристаллической решеткой, под которой понимают наименший комплекс атомов, при многократной трансляции которых по всем направлениям воспроизводится пространственная кристаллическая решетка.
В узлах кристаллической решетки располагаются атомы.
Пространственную кристаллическую решетку легче всего представить в виде элементарной кристаллической ячейки. Ячейка – это та часть решетки, при многократной трансляции которой она и воспроизводится.
В зависимости от расположения атомов в ячейке различают простые, кубические, объемно-центрированные кубические, гранецентрированные кубические, гексагональные решетки.
1.Простая решетка представляется в виде куба, в узлах которой располагаются атомы.
Простейшая решетка описывается одним параметром, которым является ребро куба а.
2 .Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) представляет собой также куб, внутри которого дополнительно расположен еще один атом.
Параметры решетки определяются длиной ребра куба а.
3 .Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) представляет собой куб, В центре каждой грани которого расположены дополнительно по одному атому.
4.Гексагональная плотно упакованная решетка. В отличие от кубической характеризуется двумя параметрами а и с.
В случае, если отношение с/а=1,666, то решетка считается плотноупакованной, а иначе – неплотно упакованной.
Примеры:
ОЦК – вольфрам, молибден, железо Fe;
ГЦК – алюминий, медь, никель, железо Fe;
ГПУ – бериллий … .
Некоторые металлы, например индий, имеют тетрагональную решетку.
Свойства металлов при прочих равных условиях определяются типом кристаллической решётки, т.е. количеством атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку. На простую ячейку приходит с один полный атом.
Н а ОЦК ячейку приходится два атома: один атом вносится атомом и один принадлежит только этой ячейке.
Для ВЦК на одну ячейку приходится четыре атома.
Плотность кристаллической решетки определяется, так называемым координатным числом. Под координатным числом понимается число атомов, находящихся на кратчайшем расстоянии от данного атома. Для ОЦК решетки К=8, для ГЦК – К=12 и для ГПУ – К=12.
От величины координатного числа зависит компактность (плотность укладки) кристаллической решетки. Так в простой кристаллической решетки плотность укладки атомов в ячейке составляет менее 50%. В ОЦК – 50%, в решетках с координатным числом 12 – порядка 75%.
5. Дефекты кристаллических решеток. Их влияние на свойства металлов.
Реальные металлы в своей структуре содержат дефекты, которые подразделяются на точечные, линейные и поверхностные.
Точечные дефекты возникают при воздействии тепловых или силовых нагрузок. Атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки колеблются. В любой момент в кристалле всегда проявляются атомы, имеющие большую энергию по сравнению с близлежащими атомами. При чем этой энергии хватает не только на то, чтобы атомы вышел из своего узла, но и на то, чтобы он преодолел потенциальные барьеры, выстраиваемые на его пути близлежащими атомами.
В результате узел, из которого вышел атом, остается вакантным. Этот дефект получил название – вакансия. Вышедший атом, попавший в междоузлие – также дефект, получивший название дислоцированный атом.
Как в первом, так и во втором случаях кристаллическая решетка искажается вокруг дефекта на несколько атомных периодов.
Вокруг вакансий решетка как бы искажается, пытаясь залечить вакансию, а вокруг дислоцированного атома – наоборот. Вакансию иначе называют «дыркой».
Линейные дефекты. В отличие от точечных линейные дефекты имеют большую протяженность в одном направлении и малое искажение решетки в других. Линейные дефекты получили название – дислокации.
Дислокации бывают краевые и винтовые.
К раевая дислокация представляет собой локализованное искажение атомной плоскости за счет введения в нее дополнительной атомной полуплоскости – экстра плоскости, расположенной перпендикулярно плоскости чертежа.
Так же есть и винтовая дислокация; искажение происходит по винтовой плоскости.
Важной характеристикой дислокации является плотность дислокации; представляющая собой суммарную длину дислокации в единице объема ( )
В наиболее совершенных кристаллах плотность дислокации равна = 106…108 см-2.
В деформированных = 106...108см-2
Поверхностные дефекты. К ним относятся границы зерен, фрагментов, блоков.
Если под микроскопом наблюдать микроструктуру металла, то видно, что металл состоит из отдельных зерен, т.е. имеет место зеренное строение. Наиболее дефектные участки в структуре – границы зерен, т.е. места стыка зерен. По границе, помимо примесей, концентрируются и дефекты кристаллической решетки: вакансии и дислокации. Однако зерно само по себе не является совершенным. Оно состоит как бы из мозаики отдельных блоков 10-5…10-6 см. Это так называемые блоки мозаики.
Граница стыков между блоками так же являются дефектными участками в структуре. Блоки можно наблюдать только с помощью электронного микроскопа, увеличивающего в десятки тысяч раз.
Блоки разориентированы друг относительно друга на угол в несколько минут. Блоки могут объединяться в более крупные образования, которые получили названия фрагменты.