1. Материаловедение, его задачи и методы.

М-е – наука о материалах, изучающая св-ва, стр-ру, зависимость м/у ними, способы регулирования св-в материалов. М позволяет правильно выбрать материал и технологию его переработки для обеспечения эксплуатации изделия в теч. Заданного времени. М – теор. И прикладное.

Задача М – установление зак-тей взаимосвязей стр-ры и св-в материалов для целенаправленного воздействия на них.

2. Испытания материалов на растяжение, характеристики механической прочности и пластичности.

Под мех. Св-ми понимают характеристики, определяющие поведение металла (или другого материала) под действием приложенных внешних механических сил. Основными механическими свойствами являются: прочность, упругость, твёрдость, хрупкость, вязкость, изнашиваемость, выносливость, ползучесть и другие.

Прочность  свойство материала сопротивляться разрушению от действия напряжений.

Пластичность  способность к остаточной пластической деформации. Характеризуется остаточным изменением размеров детали после удаления деформирующих сил.σ=Р/S

методы определения механических свойств, а именно: 1) на образцах; 2) на деталях, агрегатах и машинах (натурные).

. Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические или плоские образцы (рис. 1), форма и размеры которых регламентируются ГОСТ 1497-61. При испытаниях на растяжение образец заданной формы, закрепленный в захватах испытательной машины, плавно нагружается растягивающей нагрузкой.

3. Твёрдость материалов, как характеристика механической прочности. Способы определения твёрдости.

Твёрдость – спосбоность сопротивляться пластической деформации (проникновению в него др. тела, не получ. Остаточной дформации).

Твёрдость металлов измеряют при помощи воздействия на поверхность металла наконечника, изготовленного из малодеформирующегося (твёрдая закалённая сталь, алмаз, сапфир или твёрдый сплав) и имеющий форму шарика, конуса, пирамиды или иглы.

1). По Бринеллю – вдавливание шарика в поверхность. Площадь поверхности отпечатка. Лупа Бринелля.

2). По Виккерсу – алмазная пирамидка дает отпечаток в виде ромба. Прибор имеет микроскоп. Измеряем диагональ.

3). По Роквеллу – алмазный конус или металл. Шарик. Твердость – глубина погружения. Эти три способа опред. Макротвердость. Для определения микротвердости исп. Микротвердомер.

4. Применяются маятниковые копры. Это удельная энергия разрушения образца при импульсных нагрузках. Ударной вязкостью а_н  способность материалов оказывать сопротивление действию ударных нагрузок  характеризуется отношением работы ударного разрушения образца (путём изгиба) К к площади его поперечного сечения в месте надреза F.

При понижении температуры ниже t₁ сначала наблюдается постепенное снижение ударной вязкости, при определенной температуре t₂ она достигает своего наименьшего значения, которое при дальнейшем понижении температуры не изменяется. Температуры t₁ и t₂ называют соответственно верхней и нижней температурами хрупкости, а само явление  хладноломкостью.

4. Ударная вязкость, как характеристика свойств материалов. Способы её определения. Порог хладноломкости, факторы на него влияющие. Влияние различных факторов на хладноломкость металлов.

Ударная вязкость— механическая характеристика вязкости металла — определяется работой, расходуемой для ударного излома на маятниковом копре образца данного типа и отнесенной к рабочей площади поперечного сечения образца в месте надреза. Ударная вязкость в большой степени зависит от температуры. Имеется интервал температур, в котором ударная вязкость резко падает и не имеет устойчивых значений. За этим интервалом величина ударной вязкости сильно понижается.

Под хладостойкостью материала понимают способность его сопротивляться деформации и разрушению при понижении температуры.

Факторы, влияющие на хладноломкость металлов, можно разделить на 4 основные группы.

1. Внешние факторы: температура, условия и скорость нагружения.

2. Внутренние металлургические факторы: тип кристаллической решетки, химический состав, структура и размер зерна, загрязненность металла

3. Конструктивные факторы: масштабный эффект, концентраторы напряжений.

4. Технологические факторы: состояние поверхности, остаточные напряжения,

5.Прочность,ее параметры и еденици измерения

Прочность — способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь. Прочность подразделяют на статическую, под действием постоянных нагрузок, динамическую и усталостную (выносливость), имеющую место при действии циклических переменных нагрузок.

Для конструкций различают общую прочность — способность всей конструкции выдерживать нагрузки без разрушения, и местную — та же способность отдельных узлов, деталей, соединений.

6.Пластичность,ее параметры и еденици измерения. Пласти́чность — способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации. Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение δ при разрыве. Чем больше δ, тем более пластичным считается материал. К числу весьма пластичных материалов относятся отожженная медь, алюминий, латунь, золото, малоуглеродистая сталь и др. Менее пластичными являются дюраль и бронза. К числу слабо пластичных материалов относятся многие легированные стали.

У пластичных материалов прочностные характеристики на растяжение и сжатие сопоставляют по пределу текучести. Принято считать, что σт.р≈σт.с.

Деление материалов на пластичные и хрупкие является условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в значениях δ. В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пластичные — как хрупкие.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывают скорость нагружения и температура. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при медленном — свойство пластичности.

7.Общая характеристика металлов. Кристаллическое строение металлов. Дефекты кристаллического строения металлов. Металлические материалы обычно делятся на две большие группы: железо и сплавы железа (сталь и чугун) называют черными металлами, а остальные металлы и их сплавы — цветными. Кроме того, все цветные металлы, применяемые в технике, в свою очередь, делятся на следующие группы:

- легкие металлы

- тяжелые металлы

- легкоплавкие металлы

- тугоплавкие металлы

- благородные металлы

- урановые металлы или актиноиды, используемые в атомной технике;

- редкоземельные металлы (РЗМ) — лантаноиды, применяемые для модифицирования стали;

- щелочные и щелочноземельные металлы

Кристаллическое тело характеризуется правильным расположением атомов в пространстве. У аморфных веществ расположение атомов случайно. Кристаллические вещества образуют кристаллическую решётку. 14 типов кристаллических решёток. Крист. решётка характеризуется элементарной ячейкой. Эл. ячейка – кристаллич. решётка наименьшего объёма, воспроизведение которой в пространстве множество раз создаёт пространственную крист. решётку. Атомы в пространстве располагаются упорядоченно, образуя кристаллическую решётку. Основные типы:

1. Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК)

2. Гранецентрированная кубическая решетка(ГЦК)

3. Гексоганально плотно упакованная решетка

Дефекты: точечные, линейные, поверхностные, объёмные. Точечные: внедрение, вакансия, вызывают искажения. Линейные: дислокации, определяют высокую пластичность материала, эффект имеет длину. Поверхностные: границы зёрен, резко повышают пластичность и снижают прочность материала. Объёмные – порог в металле, дефекты имеют объём. Зерно – кристалл неправильной формы.