1.Материаловедение, как наука о строении и свойствах материалов, её основоположники

Материаловедение – это наука, изучающая взаимосвязь между структурой (строением) и свойствами материала, разрабатывающая методы и способы изменения структуры при получении необходимого комплекса свойств, обеспечивающих повышенную долговечность работы изделия.

I раздел: Металловедение

II раздел: неметаллические материалы

I раздел (части): 1) методы изучения структурных свойств; 2) рассматривается теория сплавов; 3) железо и его сплавы; 4) Термическая обработка стальных деталей и др сплавов; 5) Химико-термическая обработка; 6) Легированные стали и их сплавы; 7) Цветные металлы и сплавы на их основе.

Основоположники: Аносов (впервые в мире применил микроскоп, раскрыл секрет изготовления булатной стали), Чернов (впервые построил контуры диаграммы железо-углерод), фамилии других вошли в названия в диаграмме железо-углерод.

2.Кристаллическое состояние, типы кристаллических решеток, их параметры. Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов, квазиизотропия свойств сплавов.

Тв тела могут находиться в кристаллическом состоянии. Большинство металлических материалов находится в кристаллическом состоянии. Кристаллические материалы состоят из множества кристаллов, внутри которых закономерное расположение атомов в пространстве. И это расположение атомов можно изобразить в виде крист решетки. У аморфных закономерного расположения атомов нет. Их можно рассматривать как загустевшую жидкость.

Параметры решетки: межатомное расстояние, межплоскостное расстояние. Они измеряются в анкстремах ( 1А⁰=10^-8 см).

Для того, чтобы описать крист решетку, выделяют минимальный комплекс атомов – элементарная кристаллическая решетка (ОЦК, ГЦК (гране центрическая – в центре каждой грани есть ещё атом)).

Крист решетку можно охарактеризовать такими параметрами: 1) коардеционное число – число атомов, окружающих любой атом на минимальном расстоянии. Чем больше это число, тем выше плотность. 2) коэффициент компактности – указывает на кол-во атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку кр решетки в целом. Чем больше коэф компактности, тем выше силы межатомных связей и больше жаростойкость.

Строение кристаллов (идеальное, реальное). Реальные кристаллы могут иметь дефекты строения (точечные, линейные). К точечным отн дислоцированные атомы и вакансии (дырки). Линейные дефекты наз-ют дислокациями (лишние полуплоскости, которые внедряются в узлы кр решетки).

Д ислокации могут распространяться на многие атомные период. Под действием внешних смл дислокации могут перемещаться, выходить на поверхность металла и исчезать. Считается, что в 1 см³ железа около 10⁶ дислокаций.

Реальные кристаллы имеют дефекты линейные, точечные и эти кристаллы наз-ют зерна (кристаллитом). Чем мельче зерно, тем выше твердость, прочность, пластичность и ударная вязкость. Чем крупнее зерно, тем больше теплопроводность, электропроводность. Внутри зерна могут быть более мелкие крист образования – фрагменты (полигоны) и блоки. Трехступенчатая с-ма (зерно, фрагмент и блоки) не обязательна. Границы зерен, фрагментов и блоков наиболее дефектные места.

После пластической деформации прочность выше, чем в начальном состоянии.

А низотропия кристаллов. Квазитропия св-в сплавов. Анизотропия – св-ва неодинаковы по разным направлениям. Изотропия – св-ва одинаковы. Квази – почти одинаковы.

К ристаллы обладают анизотропией вследствие того, что по разным направлениям разное кол-во атомов.

Разные векторные св-ва: электропроводность, пластичность.

Реальные металлические материалы состоят из мн-ва зерен, разориентированных др отн друга на любые углы. Зерна – это реальные кристаллы.

Св-ва будут примерно одинаковы, если стр-ра равноосная (зерна имеют округлый характер).

Под действием внешних факторов может в структуре появиться текстура – зерна вытянуты вдоль какой-то оси.

I -I – ось структуры.

В разных направлениях пересекается различное кол-во зерен.

Текстура появляется после пластической деформации, а также при некоторых условиях литья. Внутри зерна могут быть более мелкие крист образования, разориентированные на очень малые углы. Если углы до 2⁰, то такие крист образования наз-ются полигоны (фрагменты). Внутри фрагментов могут быть еще более мелкие образования (блоки). Трехступенчатое строение не обязательно. Во всех случаях считают, что границы этих образований наиболее дефектны.