Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Химические, физические, механические и технологические свойства металлов и сплавов.




Курс лекций

Материаловедение

Занятие 1 (2 ч)

Раздел 1. Основы материаловедения

1.Содержание дисциплины материаловедение. Задачи, связь с другими дисциплинами

2. Основные конструкционные и инструментальные материалы

 

Материаловедение - это наука, изучающая зависимость между составом, структурой и свойствами материалов и закономерности их изменения под воздействием внешних факторов: тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных.

Современная промышленность требует создания новых материалов, обладающих специальными свойствами: износостойкостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью, высокой удельной прочностью и др.

Техническое значение материалов зависит от их свойств, которые определяются химической и физической природой материала. Для каждого случая применения необходимо проверять технические характеристики материала, которые выражают его свойства и определяют техническую пригодность.

При проектировании, изготовлении и ремонте металлоконструкций, трубопроводов, резервуаров, установок по переработке нефти и газа необходимо знание свойств применяемых материалов и методов их обработки для достижения заданных эксплуатационных свойств.

Традиционными материалами для химической промышленности являются металлы и сплавы. Применение их термической и химико-термической обработки позволяет в очень широком диапазоне изменять прочность, твердость, пластичность. Но при высоких температурах изменяется структура металла, снижается его прочность, развивается ползучесть, происходит его окисление.

Основные современные материалы - полимерные и неметаллические конструкционные материалы, из которых изготовляют детали станков, машин, механизмов, трубы: облегчение изделий, минимум затрат материала. В перспективе доля металлических материалов будет снижаться.

При монтаже и ремонте теплоэнергетического оборудования современных тепловых электростанций тепловая изоляция горячих поверхностей оборудования, паровых турбин, парогенераторов, трубопроводов является завершающим этапом производственного процесса.

 

Таблица 1 – Ученые, внесшие вклад в материаловедение

Ф.И.О. Годы жизни Деятельность
Аносов Павел Петрович 1797-1851 Разработал технологию изготовления булатной стали, впервые применил газовую цементацию изделий и метод изучения строения стали под микроскопом, положив начало изучению закономерной связи между структурой и свойствами сплавов
Чернов Дмитрий Константинович 1839-1921 основоположник научного металловедения. В 1896 г. открыл критические точки, при которых происходят фазовые превращения в сталях и установил влияние этих превращений на их строение и свойства; сформулировал законы кристаллизации металлов.
Курнаков Н.С. 1860-1944 диаграммы состояния многих металлических систем
Бочвар А.М. 1870-1947 Разработал учение о рекристаллизации металлов и провел большие исследования в области теории жаропрочности сплавов. Разработал теорию подшипниковых сплавов, создал ряд марок этих сплавов и этим положил в России начало металловедению цветных сплавов.
Курдюмов Г.В. Гудцов Н.Т. Селяков Н.Я. 1927 установили природу закаленной сталичто ее структура является пересыщенным твердым раствором
Конобаевский С.Т.   выполнил теоретические исследования термической обработки алюминиевых сплавов

Раздел 2. Строение и свойства металлов.

1.Кристаллическое строение. Типы решеток.

2.Химические, физические, механические и технологические свойства металлов и сплавов.

3. Основные механические свойства: прочность, твердость, упругость, вязкость, плотность

 

2.1 Кристаллическое строение. Типы решеток.

Из всех элементов Периодической системы Д.И. Менделеева 76 составляют металлы. Все металлы имеют общие характерные свойства, отличающие их от других веществ, что обусловлено особенностями их внутриатомного строения.

Все металлы и их сплавы – тела кристаллические. Кристаллическое строение металлов характеризуется  размещением атомов в пространстве с образованием кристаллической решетки.

Притягивающее действие ядра на внешние (валентные) электроны в металлах в значительной степени скомпенсировано электронами внутренних оболочек. Поэтому валентные электроны легко отрываются и свободно перемещаются между образовавшимися положительно заряженными ионами.

Наличие в металлах металлической связи придает им ряд характерных свойств:

- высокая тепло- и электропроводность;

- повышенная способность к пластической деформации;

- термоэлектронная эмиссия, т. е. способность испускать электроны при нагреве;

- хорошую отражательную способность, т.е. обладают металлическим блеском и непрозрачны;

- положительный температурный коэффициент электросопротивления, т.е. с повышением температуры электросопротивление металлов увеличивается.

Последнее свойство присуще только металлам, поэтому:

Металл это вещество, имеющее металлический тип связи и положительный температурный коэффициент электросопротивления.

Кристаллическая решетка представляет собой воображаемую пространственную сетку, в узлах которой находятся положительные ионы, а внешние отрицательно заряженные электроны образуют так называемый электронный «газ» (рис..1)

Рисунок 1 - Металлический тип связи.

 

Наличием данного электронного «газа» объясняются такие свойства металлов как электропроводность , теплопроводность, пластичность.   

Химические, физические, механические и технологические свойства металлов и сплавов.

Свойства металлов: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные. 

Физические свойства: цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, электро- проводность, магнитные свойства.

Химические свойства: способность металлов и сплавов сопротивляться окислению или вступать в соединение с различными веществами: кислоты, щелочи (химическая активность металлов) 

Технологические свойства –характеризуют способность металлов подвергаться обработке в холодном и горячем состояниях: обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, литейные свойства (жидкотекучесть, ликвация, усадка).

Эксплуатационные свойства – износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление износу, хладостойкость, антифрикционность, жаропрочность.

Механические свойства – они характеризуются способностью металла сопротивляться воздействию внешних сил: прочностью, упругостью, пластичностью, ударной вязкостью, твердостью и выносливостью.










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 696.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...