1. Технологія конструкційних матеріалів - навчальна дисципліна, предметом вивчення якої є технологічні методи отримання заготовок і їх обробки. Технологічний метод реалізується в рамках визначеної техноло- ня системи, під якою розуміють сукупність матеріальних елементів, забезпечують досягнення поставленої мети. Таким чином, об'єктами, досліджуваними в «Технології конструкційних матеріалів», є: техноло- гические методи отримання і обробки заготовок, обладнання, інструмент, пристосування і їх характеристики. «Технологія конструкційних матеріалів» є общепрофессіональной навчальною дисципліною, що входить в базову частину професійного циклу навчань- них планів для більшості напрямів підготовки бакалаврів та спеціально- стей освітніх областей, що відносяться до техніки і технологій. Це визна- ляєт її важливу роль у підготовці випускників вузів технічної спрямованості. Дисципліна «Технологія конструкційних матеріалів» дає випускникам: ???? компетентність в області машинобудівних матеріалів, їх характеристик і областей застосування, технологічних методів отримання і обробки за- готовок, використовуваного з цими цілями технологічного оснащення; ???? знання машинобудівних матеріалів та їх властивостей; технологічних мето- дов отримання заготовок литтям, обробкою тиском, зварюванням і методами порошкової металургії; методів обробки заготовок різанням, електр- мическими і електрофізичними способами; обладнання та іншої техно- логічної оснастки, що використовується для реалізації технологічних методів отримання і обробки заготовок; ???? уміння здійснювати вибір технологічних методів отримання і обробки заготовок в залежності від умов процесу отримання предмета праці.

2. компетентність в області машинобудівних матеріалів, їх характеристик і областей застосування, технологічних методів отримання і обробки за- готовок, використовуваного з цими цілями технологічного оснащення; ???? знання машинобудівних матеріалів та їх властивостей; технологічних мето- дов отримання заготовок литтям, обробкою тиском, зварюванням і методами порошкової металургії; методів обробки заготовок різанням, електр- мическими і електрофізичними способами; обладнання та іншої техно- логічної оснастки, що використовується для реалізації технологічних методів отримання і обробки заготовок; ???? уміння здійснювати вибір технологічних методів отримання і обробки заготовок в залежності від умов процесу отримання предмета праці.

3. Дисципліна ТКМ ґрунтується на теорії пружності, теорії пластичності і, в свою чергу, є теоретичною базою для багатьох технологічних процесів: виробництва металів і сплавів, їх термічної обробки, зварювання та інше. Вона разом з іншими загально технічними дисциплінами - кресленням, нарисною геометрією, теоретичною механікою, теорією механізмів і машин, курсом деталей машин - дає студентам необхідну загально-інженерну підготовку, забезпечує одержання міцного фундаменту знань.

4. мати питому вагу, мати ковкість, мати блиск ,бу­ти електропровідним

5. Речовини в твердому стані мають кристалічну або аморфну будову. В ідеальній кристалічній речовині атоми розташовані за геометричне правильною схемою і на певній відстані один від одного, в аморфному ж (склі, каніфолі) атоми розташовані безладно.

У всіх металів і їх сплавів будова кристалічна. Кристалічні зерна невизначеної форми не схожі на типові кристали — многогранники, тому їх називають кристалітами, зернами або гранулами. Проте будова кристалів настільки ж закономірна, як і в розвинутих кристалів.

Види кристалічних решіток. При затвердінні атоми металів утворюють кристали, які можна розглядати як геометричне правильні системи, побудовані у вигляді кристалічних решіток. Порядок розташування атомів у решітці може бути різним. Багато найважливіших металів утворюють решітки, розташування атомів в елементарних комірках яких має форму центрованого куба (а- і {3-залізо, а-титан, хром, молібден, вольфрам, ванадій), куба з центрованими гранями (у-залізо, алюміній, мідь, нікель, свинець, (3-кобальт) або гексагональну, як у шестигранної призми, комірку (магній, цинк, а-кобальт).

Більшість технічних металів мають кристалічні решітки: об'ємно-центровану кубічну, кубічну гранецентровану або гексагональну.

Щоб мати уявлення про кристалічну решітку, досить знати розташування атомів в елементарній комірці її. Елементарна комірка кубічної об'ємно-центрованої решітки обмежується дев'ятьма атомами, вісім з яких розташовані по вершинах куба, а дев'ятий — у його центрі. Повторенням цієї комірки шляхом переносів утворюється вся структура кристала.

6. Параметр решіток (сторона куба або шестигранника) у міді 0,36 нм, в алюмінію 0,405 нм, у цинку 0,267 нм і т. Д. :

Кожний атом складається з позитивно зарядженого ядра і кількох шарів (оболонок) негативно заряджених електронів, які рухаються навколо ядра. Електрони зовнішніх оболонок атомів металів називають валентними. Вони легко відщеплюються, швидко рухаються між ядрами і називаються вільними. Внаслідок наявності вільних електронів атоми металів є позитивно зарядженими іонами.

Отже, у вузлах решіток містяться позитивно заряджені іони. Іони, проте, не перебувають у спокої, а безперервно коливаються біля положення рівноваги.

З підвищенням температури амплітуда коливань збільшується, що веде до розширення кристалів, а при температурі плавлення коливання частинок збільшується настільки, що кристалічна решітка руйнується.

Реально кристали мають дефекти, і їх структура відрізняється від схем наведених ідеальних решіток. Точковими дефектами є пусті вузли, або вакансії та міжвузлові атоми кількість цих дефектів зростає з підвищенням температури. Найважливішими лінійними дефектами є дислокації (крайові і гвинтові), які являють собою ніби зсув частини кристалічної решітки. Дислокації характеризуються великою протяжністю в одному напрямі і малою в другому. Поверхневі дефекти спричинюються наявністю субзерен або блоків всередині кристала, а також різною орієнтацією кристалічних решіток зерен. По границях зерен решітка одного кристала переходить у решітку іншого, тут порушено симетрію розташування атомів.

Дефекти кристалів істотно впливають на механічні, фізичні, хімічні та технологічні властивості металів.

7. процес кристалізації можливий лише за умови зменшення внутрішньої енергії системи рідкий-твердий метал. Залежність внутрішньої енергії рідкого та твердого стану металів, що при високих температурах більш низьке значення енергії має рідкий стан, а при низьких – твердий стан. Тому, відповідно, при низьких температурах метал находиться в твердому стані, а при високих – в рідкому. При цьому існує температура, при якій ці енергії рівні, вона називається температурою кристалізації (Ткр). Як тип та розміри кристалічної гратки являються індивідуальною характеристикою кожного металу, так і температура кристалізації для кожного металу своя і приведена в відповідних довідниках по фізичним характеристикам металів. Процес кристалізації суттєво полегшується при гетерогенних умовах, тобто при наявності твердих частинок в рідкому металі. В цьому випадку затрачувати енергію на розрив рідини не потрібно і достатньо наявності ступеню переохолодження, щоб відбувався процес кристалізації.

При утворенні сплавів у процесі їх затвердіння (кристалізації) можлива різна взаємодія між атомами компонентів. У зв'язку з цим при кристалізації сплавної системи можуть утворюватись механічні суміші, тверді розчини і хімічні сполуки.

Механічні суміші утворюються тоді, коли у процесі кристалізації сили взаємодії між однорідними атомами компонентів перебільшують сили взаємодії між їх різнорідними атомами.

8. технологічні (фізична і технологічна зварюваність, ковкість, плавкість, оброблюваність різанням)

фізичні (колір, питома маса, теплова і електрична провідність, магнітні якості)

хімічні (стійкість проти корозії, жароміцність)

9. механічні (ударна в'язкість, пластичність, міцність і твердість металу)

10. Випробовування на твердість. Твердість — це опір матеріалу проникненню в нього іншого, твердішого тіла. З усіх видів механічного випробування визначення твердості є найпоширенішим.

Випробовування за Брінеллем проводяться шляхом вдавлювання в метал сталевої кульки. У результаті на поверхні металу утворюється сферичний відбиток . Твердість за Брінеллем визначається за формулою

де P — навантаження на метал, Н; D — діаметр кульки, м; d — діаметр відбитка, м.

Випробування за Роквеллом. Здійснюють шляхом вдавлювання в метал алмазного конуса (α = 120°) або сталевої кульки. Прилад Роквелла має три шкали — В, С і А. Алмазний конус застосовують для випробування твердих матеріалів (шкали С і А), а кульку — для випробування м'яких матеріалів (шкала В). Конус і кульку вдавлюють двома послідовними навантаженнями: попереднє Р₀ і загальне Р:

Р = Р₀+ Р₁,

де Р₁ — основне навантаження.

11. Технологічні властивості. Ці властивості характеризують здатність металів піддаватися обробці в холодному і гарячому станах. Технологічні властивості визначають при технологічних пробах, які дають якісну оцінку придатності металів до тих чи інших способів обробки. Ознакою того, що зразок витримав випробування, є відсутність тріщин, надривів, розшарування або зламу. До основних технологічними властивостями відносять: оброблюваність різанням, зварюваність, ковкість, ливарні властивості та ін Експлуатаційні властивості. Ці властивості визначають залежно від умов роботи машини спеціальними випробуваннями. Одним з найважливіших експлуатаційних властивостей є зносостійкість.  Зносостійкість - властивість матеріалу чинити опір зносу, тобто поступового зміни розмірів і форми тіла внаслідок руйнування поверхневого шару виробу при терті

12. Така класифікація встановлює зв'язок між хімічним складом і службовими характеристиками наплавленого металу. Класифікація  сплавівів:      а) сплав  недорогоцінних металів класифікується як сплав того металу, вміст якого переважає за масою всі інші метали сплаву;      б) сплави недорогоцінних металів цього розділу та  елементів, що  не входять до цього розділу,  потрібно класифікувати як сплави недорогоцінних металів,  перелічені у цьому розділі, якщо загальна маса  відповідних  металів  дорівнює  або  перевищує загальну масу інших елементів у цьому сплаві;      в) у цьому розділі термін  "сплави"  поширюється  на  спечені [агломеровані]  суміші  металевих порошків,  гетерогенні однорідні суміші,   отримані   сплавленням   (крім    металокераміки),    та інтерметалеві сполуки.

13. Механічна суміш. Сплав у вигляді механічної суміші виникає тоді, коли метали володіють повною взаємною нерозчинністю у твердому стані і не утворюють хімічних сполук. Атоми кожного металу утворюють окремі кристалічні гратки, і сплав, що затвердів, складається із механічної суміші зерен кожного компонента. Під час утворення механічної суміші, коли кожний елемент кристалізується самостійно, властивості сплаву виходять середніми між властивостями компонентів. Механічні суміші утворюються також тоді, коли компоненти сплаву володіють обмеженою розчинністю чи утворюють хімічні сполуки.

Твердий розчин. Сплави цієї групи утворюються елементами, які взаємно розчинні яку рідкому, так і в твердому стані. Твердим розчином називається однорідне кристалічне тіло, в якому в гратку основного металу-розчинника входять атоми речовини, що розчиняються. Твердий розчин, як і чистий метал, мають одну кристалічну гратку. Атоми розчиненого металу можуть розміщуватися у вузлах загальної гратки чи між ними. У міжатомному просторі знаходиться вуглець та інші елементи. Розчинність у твердому стані може бути обмеженою і необмеженою. Тверді розчини, наприклад, утворюють системи нікель-хром, нікель-мідь тощо.

Хімічні сполуки — особливий характер металевого зв"язку у сплавах призводить до утворення хімічних сполук, що мають змінний склад. Характерною особливістю металевого хімічного з"єднання є утворення металевої гратки, що відрізняється від граток твірних елементів, і суттєва зміна всіх властивостей. Під час вивчення процесів, що відбуваються в металах і сплавах, їх перетворення, користуються такими поняттями: фаза, система, компонент.

Фазою називається однорідна за хімічним складом і кристалічною будовою частина системи, відокремлена від інших її частин поверхнею розподілу.

14. діаграми стану механічних сумішей

Такого типу діаграму утворює сплав свинець-сурма

15.- діаграми стану з необмеженими твердими розчинами;

16.- діаграми стану з обмеженими твердими розчинами;

17- діаграми стану з хімічними сполуками.

18. По осях ординат діаграм відкладають показники властивостей (границю міцності, твердість, електричний опір та ін.), а по осях абсцис -- концентрацію сплаву.

У сплавах, які твердіють за діаграмою стану І типу, в твердому стані міститься механічна суміш вихідних компонентів. Зміна властивостей цих сплавів відбувається за лінійним законом.

Властивості сплавів, які тверднуть за діаграмою стану II типу (які утворюють тверді розчини), змінюються по кривій лінії. Це зумовлено тим, що внаслідок викривлення кристалічної решітки розчинника твердий розчин має більш високу міцність і твердість, ніж вихідні компоненти. Таким чином, тверді розчини мають підвищене значення твердості і границі міцності. При цьому високі показники міцності звичайно поєднуються з високою пластичністю. Тому сплави, які утворюють однорідні тверді розчини, звичайно легко обробляються тиском (прокатування, кування, штампування). У той самий час вони мають низькі ливарні властивості (схильні до утворення тріщин при кристалізації). Утворення твердих розчинів завжди призводить до збільшення електричного опору.

При утворенні твердих розчинів з обмеженою розчинністю (кристалізуються за діаграмою стану III типу, див. рис. 1.6) властивості однофазних твердих розчинів змінюються за кривою, а властивості суміші двох фаз -- за прямою.

Ливарні властивості сплавів, які утворюють тверді розчини з обмеженою розчинністю, залежать від інтервалу температур кристалізації. Чим більший цей інтервал, тим менша текучість сплаву і тим більша його схильність до ліквації. Тому для одержання добрих ливарних властивостей концентрація компонентів сплавів повинна бути близькою до евтектичного складу.

Однофазні сплави твердих розчинів з обмеженою розчинністю мають високу пластичність і добре прокатуються, куються, пресуються. Проте при появі у структурі евтектики пластичність різко знижується.