МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Я. КУПАЛЫ»

Кафедра машиноведение и техническая эксплуатация автомобилей

Реферат

по дисциплине «Материаловедение»

Вариант 35

Выполнил: ____________ подпись	Романьков Д.Д.
	Специальность: ТЭА; Курс: 2; Форма обучения: дневная; Группа:3;
Проверил: ____________ подпись	Струк В. А.

Гродно

2012

Содержание

1. Жидкое состояние металла………………….……………………………....4

   1. Условия образования и роста зародышей кристаллов…………... 6

2. Гомогенизация и нормализация стали……………………………………..7

3. Рессорно-пружинные легированные стали…………………………….... 8

4. Пластмасс с листовым наполнителем…………………………………... ...9

Список используемых источников…………………………………………...... 13

Введение

Важнейшим физико-химическим процессом при получении стальных заготовок или изделий является переход стали из жидкого состояния в твердое. Механизм этого процесса достаточно сложный, поэтому для анализа явлений, происходящих в процессе кристаллизации, важно знать природу жидкого и твердого металла, а также свойства фаз вблизи температуры плавления.

Для устранения внутренних дефектов, вызванных предшествующей обработкой, повышения надёжности, за счёт улучшения механических свойств, стальные изделия подвергают термической обработке. Разнообразие приемов термической обработки металлов позволяет оптимизировать методы и технологические режимы нагревания и охлаждения в зависимости от объёма выпускаемой партии изделия, формы и размеров деталей, энергозатрат и других факторов.

Пружины, рессоры и другие упругие элементы являются важнейшими деталями различных машин и механизмов. В работе они испытывают многократные переменные нагрузки. Под действием нагрузки пружины и рессоры упруго деформируются, а после прекращения действия нагрузки восстанавливают свою первоначальную форму и размеры. Особенностью работы является то, что при значительных статических и ударных нагрузках они должны испытывать только упругую деформацию, остаточная деформация не допускается.

Пластмассами (пластиками) называют искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ. Эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать заданную форму, которая затем сохраняется. В зависимости от природы связующего переход отформованной массы в твердое состояние совершается или при дальнейшем ее нагреве, или при последующем охлаждении.

1. Жидкое состояние металла

Жидкие металлы и сплавы в большинстве своих проявлений ведут себя как обыкновенные жидкости, обладая определенной текучестью и приобретая геометрическую форму того сосуда, который они заполняют. Главное различие твердого и жидкого состояния металлов и сплавов заключается в величине текучести. Текучесть определяется скоростью деформации тела под воздействием статической сдвиговой силы. При этом величина текучести, выраженная в виде вязкости, отличается между твердым и жидким состояниями вещества в 10²⁰ раз.

Рентгеноструктурные исследования, а также исследования физико-химических свойств жидкости позволили установить, что жидкие металлы по своей структуре ближе к кристаллическому состоянию, но имеют весьма характерные особенности. В частности, разница в свойствах твердого тела и жидкости, зависящая от структуры фазы, проявляется в величине коэффициента диффузии, который у жидкого металла может быть в 100-1000 раз больше, чем у твердого. Другими словами, кинетическая энергия атомов жидкости столь высока, что они не могут быть фиксированы в какой-либо точке.

Детальное обоснование близости структуры расплавленных металлов и твердых тел вблизи температуры кристаллизации было дано Я.И. Френкелем. Согласно Я.И.Френкелю, тепловое движение атомов или молекул в жидкости сводится к нерегулярным колебаниям вокруг положений равновесия.

Эти положения равновесия не являются строго фиксированными, как в кристалле. Они временны, и непрерывно изменяют свои координаты. В связи с большой плотностью и сильным взаимодействием частиц в жидкости частота колебаний группировок атомов вокруг временных неустойчивых положений близка к частоте колебаний атомов в твердом теле. При этом предполагается, что величина частоты перескоков группировок атомов из одного положения равновесия в другое значительно меньше частоты колебаний вблизи исходного или нового положения равновесия.

Косвенное подтверждение близости строения жидких и твердых металлов вблизи температуры кристаллизации следует из данных об изменении ряда физических свойств: удельного объема, теплоемкости, электрического сопротивления при плавлении, значений теплоты плавления. В табл. 1 приведены данные об изменении объема и некоторых других физических свойств, вблизи температуры плавления металлов.

Таблица 1 — Изменение объема при плавлении, физико-химические свойства металлов в твердом и расплавленном состоянии при температуре плавления

У большинства металлов при плавлении объем увеличивается всего лишь на 3-6%, что свидетельствует о малом изменении сил взаимодействия и расстояния между атомами. Уменьшение объема при плавлении имеет место только у металлов с рыхлой кристаллической решеткой (см. табл. 1).

Электрическое сопротивление при плавлении металлов увеличивается в 1,5-2 раза, а у переходных металлов - всего лишь на несколько процентов. Тип проводимости в жидких металлах не изменяется и обусловливается наличием коллективизированных электронов.

Теплоемкость металлов в твердом и жидком состояниях вблизи точки плавления также изменяется незначительно (на несколько процентов), что указывает на сохранение теплового движения частиц, которые совершают колебания около временных положений равновесия.