Материаловедение

1. Понятие конструкционная прочность материалов и критерии её оценки Факторы, которые определяют работу конструкционных материалов: статические, циклические и ударные нагрузки; низкие и высокие температуры; контакт с различными средами. Эти факторы определяют требования к конструкционным материалам, основные из которых – эксплуатационные, технологические, экономические. Эксплуатационные требования имеют первостепенное значение. Для того чтобы обеспечить работоспособность конкретных машин и […]

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 […]

1. Неметаллические материалы 1.1 Полимеры Полимерами называются высокомолекулярные соединения с большой молекулярной массой (>104), у которых большие молекулы (макромолекулы) состоят из одинаковых групп атомов – звеньев. Если макромолекула состоит из звеньев различной природы, то материал называется сополимером. Введение в полимер звеньев другой природы вызвано стремлением получить материал с требуемыми свойствами. Макромолекулы полимеров могут иметь линейную, […]

Наиболее распространенными материалами в технике являются металлические сплавы. Металлический сплав образуется в результате взаимодействия двух или нескольких химических элементов. Он обладает металлическими свойствами, отличающимися от свойств исходных компонентов. Сплавы можно получить методом сплавления, порошковой металлургией, диффузией, осаждением из газовой среды различных металлов и неметаллов. В связи с изучением сплавов необходимо дать определение некоторым металлографическим понятиям. […]

1. Атомно-кристаллическая структура металлов Под атомно-кристаллической структурой понимают взаимное расположение атомов (ионов), существующее в реальном кристалле. В твердом состоянии металл представляет собой структуру, состоящую из положительно заряженных ионов, омываемых «газом» из свободных коллективизированных электронов. Связь в металле осуществляется электростатическими силами. Между ионами и коллективизированными электронами проводимости возникают электростатические силы притяжения, которые стягивают ионы (рис. 1, […]

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 […]

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 […]

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 […]

1. Методы получения порошков Порошки используются для получения порошковых сплавов. Такой сплав представляет собой металлический порошок (железный, из цветных металлов, в некоторых случаях — с добавкой графита или других примесей), спрессованный при высоком давлении и подвергнутый спеканию. Такой способ получения порошковых сплавов называется порошковой металлургией. Она позволяет создавать изделия с особыми свойствами, которые нельзя получить […]

1. Получение алюминия Алюминий получают из бокситов и нефелинов. Химический состав бокситов выражается формулой Na2(K2) O · Al2O3 · 2SiO2. Бокситы содержат в своем составе 30…70% глинозема Аl2О3, 2…20% кремнезема SiO2, 2…50% окиси железа Fе2О3 и 0,1…10% окиси титана ТiO2. Производство алюминия состоит из двух основных процессов: получение глинозема А12О3 из бокситов; восстановление металлического алюминия […]

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) […]

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 […]

1. Выплавка стали и чугуна Металлургическое производство чугуна и стали состоит из сложного комплекса различных производств: шахт и карьеров по добыче руд, каменных углей, флюсов, огнеупорных материалов; горно-обогатительных комбинатов, на которых подготовляют руды к плавке, обогащают их, удаляя часть пустой породы, и получают концентрат — продукт с повышенным содержанием железа по сравнению с рудой; коксохимических […]

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 […]

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, […]