Механические свойства сплавов определяют их пригодность для использования в условиях реальной эксплуатации — от авиационной техники до мостов и турбин. Эти свойства лежат в основе понятия конструкционной прочности — способности материала выдерживать рабочие нагрузки, противостоять разрушению и сохранять форму и размеры на протяжении заданного срока службы. В данной статье рассматриваются ключевые характеристики прочности, надёжности и […]
Материаловедение
Металлические материалы — кристаллическое строение и кристаллизация
1. Кристаллическое строение материалов В природе существуют две разновидности твёрдых тел, различающиеся по своим свойствам: кристаллические и аморфные (рис.1). Рис. 1 Кристаллическое строение вещества При охлаждении аморфных тел нет явной температуры перехода из жидкого состояния в твёрдое, в то время как кристаллические тела имеют конкретную температуру кристаллизации (рис.2). Рис. 1. 2 Кривые охлаждения: 1- аморфных […]
Кремниевый порошок: технологии производства, характеристики и области применения
Кремний (Si) – второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода, являющийся фундаментальной основой современной цивилизации. От выплавки стали и производства алюминиевых сплавов до микрочипов в смартфонах и солнечных панелей – его роль невозможно переоценить. Однако в большинстве высокотехнологичных отраслей используется не кусковой кремний, а его порошковая форма. Именно порошки кремния различной чистоты, дисперсности […]
Полимерные материалы: свойства, классификация, марки
Мы живем в эпоху, которую по праву можно назвать веком полимеров. Эти удивительные материалы проникли во все сферы человеческой деятельности, от бытовой упаковки до аэрокосмической отрасли. Но что же такое полимеры с научной точки зрения? Исторически концепция гигантских молекул, или макромолекул, была предложена и доказана немецким химиком Германом Штаудингером в 1920-х годах, за что он […]
Классификация, маркировка и свойства конструкционных материалов: Стали, чугуны, цветные металлы
Металлические сплавы на протяжении всей истории человечества, начиная с Бронзового и Железного веков, служат фундаментом технологического прогресса. Сегодня, в эпоху высоких технологий, их роль лишь возросла. От корпусов космических кораблей до микроскопических компонентов в электронике — везде мы находим применение этим уникальным материалам. Металлический сплав — это не просто смесь, а сложная макросистема, формирующаяся при […]
Кристаллические решетки металлов: строение, свойства и дефекты
Современная наука о материалах невозможно без глубокого понимания структуры вещества на атомном уровне. Металлы, будучи основой большинства конструкционных материалов, обладают уникальными свойствами, которые напрямую зависят от их внутреннего строения — кристаллической решетки. Именно закономерное расположение атомов в кристалле определяет такие характеристики, как прочность, пластичность, электропроводность и теплопроводность. Однако реальный металл — это не идеальный кристалл: […]
Металлургическое производство
Металлургическое производство – это область науки, техники и отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов. Оно включает в себя: шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей; горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды, подготавливая их к плавке; коксохимические заводы, где осуществляют […]
Композиционные материалы: Технологии производства, классификация и применение
В мире современного материаловедения композиционные материалы (КМ) совершают настоящую революцию. Подобно тому, как древние строители смешивали солому с глиной для создания прочных кирпичей, современные инженеры комбинируют различные вещества на макроуровне, чтобы получить материалы с уникальными, заранее заданными свойствами. Их перспективы колоссальны и простираются от аэрокосмической отрасли, где каждый грамм на счету, до медицины и энергетики. […]
Свойства и виды материалов
1. Резиновые материалы Резина — это продукт химической переработки каучуков, получаемый в результате вулканизации. Наиболее распространенным вулканизатором является сера. В процессе вулканизации (нагрев в парах серы) линейная структура каучука превращается в пространственную вследствие того, что сера, вступая в реакцию с атомами углерода, имеющими до вулканизации двойные связи, соединяет макромолекулы. При вулканизации термопластичный пластик переходит в […]
Свойства и классификация пластмасс
1. Строение и структура пластических масс Пластмассы (пластические массы) — это материал, полученный на основе высокомолекулярного органического соединения (полимера), выполняющего роль связующего и определяющего основные технические свойства материала. Полимеры — высокомолекулярные вещества с очень большой молекулярной массой — 105…107. Основа структуры полимеров — микромолекулы, которые построены из многократно повторяющихся звеньев — мономеров. Получение полимеров связано […]
Алюминий и его сплавы: виды, свойства, производство
Алюминий — это металл с характерным серебристо-белым оттенком, отличающийся крайне малой плотностью — около 2700 кг/м3 и выдающимися показателями теплопроводности и электропроводности. Температура его плавления варьируется от 660 до 667°С в зависимости от степени очистки. В состоянии полного отжига алюминий характеризуется низкой прочностью (σв составляет 80…100 МПа) и сравнительно мягкой структурой (НВ = 20…40), при […]
Основы термической обработки металлических изделий
1. Понятие термической обработки Термической обработкой называют технологические процессы теплового воздействия, состоящие из нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий по определенным режимам с целью изменения структуры и свойств сплава. Любой процесс термической обработки может быть описан графиком в координатах «температура — время». Параметрами процесса термической обработки являются: максимальная температура нагрева (tmax) сплава; время выдержки (τmax) […]
Углеродистые и легированные стали
1. Стали углеродистые обыкновенного качества Углеродистые стали подразделяют на три основные группы: углеродистые стали обыкновенного качества, качественные углеродистые стали и углеродистые стали специального назначения (автоматная, котельная и др.). Стали углеродистые обыкновенного качества соответствуют ГОСТ 380–2005. Их поставляют в виде проката в нормализованном состоянии и применяют в машиностроении, строительстве и в других отраслях народного хозяйства. Углеродистые […]
Основы теории сплавов
1. Основные сведения о сплавах Чистые металлы характеризуются низким пределом прочности, поэтому в машиностроении применяют главным образом их сплавы. Металлическим сплавом называют сложное вещество, полученное сплавлением (или спеканием) нескольких металлов или металлов с неметаллами. При этом улучшаются эксплуатационные и технологические свойства металлического материала. Компонентами называют вещества, образующие систему. Чистый металл представляет собой однокомпонентную систему, сплав […]
Строение и свойства металлов
1. Черные и цветные металлы Металлами называются химически простые вещества, отличающиеся хорошим блеском, высокими теплои электропроводностью, непрозрачностью, плавкостью. Некоторые из металлов можно ковать и сваривать. К черным относят железо и сплавы на его основе — чугун и сталь, а также ферросплавы. Остальные металлы составляют группу цветных. Из цветных металлов наиболее важное промышленное значение имеют медь, […]
