МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Содержание I части курса
«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
Введение
Классификация конструкционных материалов
Основы металловедения
Металлические конструкционные материалы
Неметаллические конструкционные материалы
Композиционные материалы
Основы выбора материалов

ЛИТЕРАТУРА
для I части курса :
Егоров Ю.П., Лозинский Ю.М., Роот Р.В., Хворова И.А. Материаловедение: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 188 с.
Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Машиностроение, 1992. – 528 с.
Арзамасов Б.Н. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. – М.: Машиностроение, 2005. – 648 с.
Материаловедение и технология металлов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.С. Гаврилюк и др.; Под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высшая школа, 2001. – 638 с.

Взаимосвязь основных понятий

Взаимосвязь структуры
и свойств
Монокристалл
Al2O3 прозрачен.
Плотный поли-
кристалл Al2O3
полупрозрачен.
Пористый поли-
кристалл Al2O3
совершенно
непрозрачен.

Взаимосвязь между структурой и свойствами

Классификация конструкционных
материалов
Кривые нагрева и охлаждения:
а) кристаллического вещества б) аморфного вещества (стекла)

Кристаллическое строение металлов

Кристаллическое строение металлов
Металлические изделия являются поликристаллами

Кристаллическое строение металлов
Атомная плоскость (111) золота
Изображение получено в сканирующем туннельном микроскопе

Кристаллическое строение металлов
Кончик заостренной вольфрамовой иглы.
Изображение в автоионном микроскопе.
Отдельные атомы видны как светлые пятна.
Граница зерна показана стрелками.
Увеличение X 3 460 000

Кристаллическое строение металлов
Силы притяжения и отталкивания Энергия связи при расстоянии уравновешены при расстоянии между атомами d0 минимальна
между атомами d0

Кристаллическое строение металлов

Кристаллическое строение металлов
Кубическая объемно-
центрированная решетка (ОЦК)

Кристаллическое строение металлов
Кубическая гране-
центрированная решетка (ГЦК)

Кристаллическое строение металлов
Гексагональная плотноупакованная решетка (ГПУ)

Кристаллическое строение металлов
Плотная укладка атомов в металле (решетка ГПУ)

Атомиум в Брюсселе
Это здание – гигантская модель объемно-центрированной решетки железа – главного металла цивилизации

Построение кривой охлаждения стали
Сталь состава I-I: 4 критические точки соответствуют 4 фазовым превращениям (появлению или исчезновению каких-то фаз)

Описание превращений при охлаждении стали
Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии.
В точке 1 начинается кристаллизация твердого
раствора углерода в γ-железе – аустенита.
Кристаллизация аустенита заканчивается при температу-
ре точки 2.
От точки 2 до точки 3 идет охлаждение сплава со
структурой аустенита.
В точке 3 в аустените зарождаются и растут кристаллы
феррита – твердого раствора углерода в α-железе. При
этом концентрация углерода в аустените растет, так как
феррит углерода почти не содержит.
Когда сплав охладится до температуры точки 4, концент-
рация углерода в аустените достигает 0,8 %, и начинается
перлитное превращение: А → Ф + Ц. Оно протекает при
постоянной температуре 727 ºС, так как в равновесии
находятся три фазы: аустенит, феррит и цементит.
Получаемая смесь кристаллов феррита и цементита
называется перлит.
После завершения превращения идет охлаждение сплава
со структурой феррит и перлит. Этот сплав называется
доэвтектоидной сталью.
.