§ 3. Классификация металлических и

неметаллических материалов.

Все металлы и сплавы принято делить на 2 группы:

• железои его сплавы (сталь, чугун) называютчёрнымиметаллами;

• остальные металлы (Ве, Мg, Al, Ti, Cr,V,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Zr,Nb,Mo,Ag,Sn,W,Au,Hg,Pb, и др.) их сплавы -цветными.

Наибольшее применение нашли чёрные металлы. На основе железа изготовляется не менее 90 % всех конструкционных и инструментальных материалов. По сравнению с цветными металлами стоимость железа и его сплавов невелика.

Цветные металлы по сходным свойствам подразделяются на:

• лёгкие металлы (Be,Mg,Ai,Ti), обладающие малой плотностью;

• легкоплавкиеметаллы (Zn,Cd,Sn,Sb,Hg,Pb,Bi);

• тугоплавкиеметаллы (Ti,Cr,Zr,Nb,Mo,W,V), с температурой плавления выше, чем у железа;

• благородныеметаллы (Rh,Pb,Ag,Os,Pt,Au),обладающие химической инертностью;

• урановые металлы (U,Th,Pa), используемые в атомной технике;

• щелочноземельныеметаллы (Li,Ka,N,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra), используемые в атомных реакторах и др.

Понятие неметаллические материалывключают большой ассортимент материалов таких, как пластмассы, резиновые материалы, клеи, лакокрасочные покрытия, древесина, а также силикатные стёкла, керамика и др.

Неметаллические материалы являются не только заменителями металлов, но и применяются как самостоятельные, иногда даже незаменимые материалы. Отдельные материалы обладают высокой механической прочностью, лёгкостью, термической и химической стойкостью, высокими изоляционными характеристиками, оптической прозрачностью. Особенно важным свойством неметаллических материалов является их технологичность.

Применение неметаллических материалов обеспечивает значительную экономическую эффективность.

§ 4. Методы исследования металлов и сплавов.

В материаловедении используют разнообразные методы исследований и испытаний, необходимые для получения достаточно полной и надёжной информации о свойствах металлов и полимеров и об изменении их в зависимости от состава, структуры и обработки. Эти многочисленные и отличающиеся между собой методы исследований можно разделить на 2 группы:

1. Методы, с помощью которых определяют строение и превращения, протекающие в материалах и изменяющие их строение.

Для лучшей характеристики этих методов нужно в свою очередь различать:

А) методы, использование которых позволяет непосредственно наблюдать или определять строение металлов и которые называют структурными.К ним относятся:

• металлографический, который подразделяется намакроскопичес-кий(макроанализ) имикроскопический(микроанализ)

• рентгеноструктурный,который позволяет определить атомно-кристаллическое строение металлов.

Б) методы, основанные на существовании связи между строением и свойствами материалов. Они позволяют косвенно, но достаточно надёжно, судить о превращениях, протекающих в металлах при их обработке и воздействующих на их структуру, по изменению их физических свойств. К ним относятся:

• термический анализ– определение критических температур при охлаждении и нагревании сплавов;

- дилатометрический– определение коэффициентов теплового расширения и изменения объёма;

• Электросопротивления;

• Магнитный;

• Метод радиоактивных изотопов.

2. Методы, использование которых позволяет непосредственно определять свойства материалов, требуемые в тех или иных условиях эксплуатации.

К ним прежде всего относятся механическиеметоды, которые позволяют определить следующие механические свойства:

• твёрдость;

• предел прочности на растяжение;

• предел прочности на сжатие;

• предел прочности на изгиб;

• предел прочности на кручение;

• предел выносливости;

• испытание на усталость;

• относительное удлинение;

• ударную вязкость; и др.

Иногда кроме механических свойств, определяют некоторые физические (коэффициент теплового расширения, плотности, коэрцитивной силы, магнитной проницаемости) и ряда химических свойств (электрохимического потенциала, стойкости против коррозии в разных агрессивных средах и др.)