Тема 1.1 Основы металловедения
Классификация металлов. Кристаллизация металлов. Кристаллическое строение металлов. Свойства металлов: физические, химические, механические и технологические. Способы определения основных свойств металлов. Явления аллотропии и анизотропии.
Методические указания к теме 1.1
Данная тема основывается на знаниях физики и химии школьного курса. Знание свойств металлов необходимо для дальнейшего изучения металлов и сплавов, и их выборе, для изготовления из них изделий. Особое внимание нужно уделить изучению механических и технологических свойств материалов. Знание этих свойств и способов их определения поможет в дальнейшем при расчетах деталей машин на прочность. Каждый металл отличается от других строением и свойствами. Физические и химические свойства металлов обусловлены их электронным строением. Физические свойства металлов (плотность, теплоемкость, магнитные характеристики, тепло-, электропроводимость и другие) определяют поведение металлов, например, в тепловых и электромагнитных полях. Химические свойства - определяют способность сопротивляться окислению, проникновению газов и взаимодействию с другими веществами.
Все металлы делятся на две большие группы – черные и цветные. Каждую из них можно разделить по некоторым признакам еще на группы.
Способность металла сопротивляться воздействию внешних сил характеризуется механическими свойствами. Поэтому при выборе металлов для изготовления деталей машин необходимо знать его механические свойства, такие как прочность, вязкость, твердость, пластичность и другие. Эти свойства определяют по результатам механических испытаний. Знание механических свойств необходимо в дальнейшем, при расчетах деталей машин на прочность в разделе сопротивления материалов при изучении технической механики.
К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся литейные свойства, деформируемость, свариваемость, обрабатываемость режущим инструментом и другие. Эти свойства позволяют производить формообразование для получения заготовок и деталей машин.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каково строение твердых тел?
2. На какие группы подразделяют черные металлы?
3. На какие группы подразделяют цветные металлы?
4. Как классифицируют металлы по плотности?
5. На какие группы делятся металлы по технологии изготовления полуфабрикатов и изделий?
6. На какие группы делятся металлы по температуре плавления?
7. На какие группы делятся металлы по применению?
8. Какие механические свойства металлов и сплавов Вы знаете?
9. Чем отличаются кристаллические вещества от аморфных?
10. Поясните понятие «кристаллическая решетка» и назовите типы кристаллических решеток.
11. Что называется аллотропией (полиморфизмом)?
12. Что такое анизотропия?
13. Какие свойства относятся к технологическим свойствам металлов и сплавов?
14. Какие свойства относятся к физическим и химическим свойствам металлов?
15. Как определяются механические свойства металлов?
16. Перечислите методы определения твердости?
17. В чем различие методов определения твердости?
18. Что такое ударная вязкость и каким способом ее определяют?
19. Какие характеристики металлов определяют при испытаниях на растяжение?
20. Что такое макроструктура и микроструктура металлов и сплавов?
Домашнее задание:
Оформить отчет по практическому занятию № 1 «Определение твердости металлов» и практическому занятию № 2 «Определение ударной вязкости металлов». Ответить на контрольные вопросы.
Список литературы: [1, 2, 3, 4, 6].
Интернет-ресурсы:
1. Сайт ОАО «РЖД». Режим доступа: http://rzd.ru/
2. «Железнодорожный транспорт». Ежемесячный научно-теоретический технико-экономический журнал. Режим доступа: http://zdt-magazine.ru/redact/redak.htm
Тема 1.2. Основы теории сплавов
Система сплавов. Компоненты системы. Фазы сплавов. Структурные составляющие сплавов: твердый раствор, химические соединения, механическая смесь. Связь между структурой и свойствами сплавов.
Понятие диаграммы состояния. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Основные точки и линии диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов. Критические точки сталей (точки Чернова). Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.