- •Тема 1: Основы строения металлов.
- •1.1 Введение в металловедение.
- •1.2 Металлы, особенности атомно-кристаллического строения.
- •1.3 Классификация видов кристаллических решеток.
- •1.4 Анизотропия.
- •1.5 Аллотропия или полиморфные превращения.
- •1.6 Магнитные превращения
- •2.1 Строение реальных металлов.
- •2.2 Дефекты кристаллического строения.
- •2.2.1 Точеные дефекты
- •2.2.2 Линейные дефекты.
- •3.1 Кристаллизация металлов.
- •3.2 Строение металлического слитка.
- •3.3 Методы исследования металлов: структурные и физические.
Лекция 1.
Тема 1: Основы строения металлов.
Рассматриваемые вопросы:
Атомно-кристаллическое строение металлов.
Введение в металловедение.
Металлы, особенности атомно-кристаллического строения.
Классификация видов кристаллических решеток.
Анизотропия.
Аллотропия или полиморфные превращения.
Магнитные превращения.
Строение и дефекты реальных металлов.
Строение реальных металлов.
Дефекты строения металлов.
Точечные дефекты.
Линейные дефекты.
Кристаллизация чистого металла.
Кристаллизация металлов.
Строение слитка.
Методы исследования металлов.
1.1 Введение в металловедение.
Материалы обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждое зависит от особенностей внутреннего строения материала. В связи с этим материаловедение как наука занимается изучением строения материала в тесной связи с их свойствами.
Целью преподавания дисциплины является научить будущих инженеров применять основные методы управления конструкционной прочностью материалов и проводить обоснованный выбор материала для изделий с учетом условий их эксплуатации.
Материаловедение - это наука о взаимосвязи электронного строения, структуры материалов с их составом, физическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.
Все материалы характеризуются основными физическими и механическими свойствами, от которых, в свою очередь, зависят технологические и эксплуатационные свойства, а также зависит область применения материалов в технике.
Традиционно материалы можно разделить на две основные группы –металлы и неметаллы.
Основная часть материаловедения - металловедение, в развитии которого, ведущую роль сыграли российские ученые: Аносов П.П., Чернов Д.К., Курнаков Н.С., Гуляев А.П. и другие.
1.2 Металлы, особенности атомно-кристаллического строения.
Металлы – один из классов конструкционных материалов, характеризующийся определённым набором свойств обусловленных особенностями своего строения: «металлический блеск» (хорошая отражательная способность); пластичность; твердость; высокая теплопроводность; высокая электропроводность и т.д.
Согласно теории металл представляет собой вещество, состоящее из положительных ядер, вокруг которых по орбиталям вращаются электроны. На последнем уровне число электронов невелико и они слабо связаны с ядром. Эти электроны имеют возможность перемещаться по всему объему металла, т.е. принадлежать целой совокупности атомов.
Таким образом, пластичность, теплопроводность и электропроводность обеспечиваются наличием свободных электронов «электронного газа».
Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка атомов в них характеризуется определённым порядком называемым кристаллическая решетка.
Другими словами, кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.
Элементарная ячейка – элемент объёма из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл. Элементарная ячейка характеризует особенности строения кристалла.
Рис.1.1. Схема кристаллической решетки