Несколько слов о материаловедении
Материаловедение - наука, занимающаяся изучением
состава, структуры, свойств материалов, поведением материалов при
различных воздействиях: тепловых, электрических, магнитных и т.д..
Стихийными материаловедами были еще древние люди, например,
научившиеся делать каменные наконечники или топоры из определенных
камней со слоистой структурой. Технический прогресс человечества во
многом основан на материаловедении. В свою очередь технический прогресс
дает новые возможности, методы, приборы для материаловедения, позволяет
создавать новые материалы.
Материаловедение относится к числу основополагающих дисциплин
для машиностроительных специальностей. Это связано с тем, что получение,
разработка новых материалов и способы их обработки являются основой
современного производства и во многом определяют научно-технический
уровень своего развития и экономический потенциал страны.
Проектирование рациональных, конкурентоспособных изделий, организация их
производства невозможны без достаточного уровня знаний в области
материаловедения. Материаловедение является основой для изучения многих специальных дисциплин.
Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. Материалы
обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждое зависит
от особенностей внутреннего строения материала. В связи с этим
материаловедение как наука занимается изучением строения материала в тесной связи с их свойствами. Основные свойства материалов можно подразделить на физические, механические, технологические и эксплуатационные.
Среди механических свойств прочность занимает особое место, так как прежде всего от нее зависит не разрушаемость изделий под воздействием эксплуатационных нагрузок.
Учение о прочности и разрушении является одной из важнейших составных
частей материаловедения. Оно является теоретической основой для выбора
подходящих конструкционных материалов для деталей различного целевого
назначения и поиска рациональных способов формирования в них требуемых
прочностных свойств для обеспечения надежности и долговечности изделий.
Основными материалами, используемыми в машиностроении, являются и еще долго будут оставаться металлы и их сплавы.
Поэтому основной частью материаловедения является металловедение, в
развитии которого, ведущую роль сыграли российские ученые: Аносов П.П.,
Чернов Д.К., Курнаков Н.С., Гуляев А.П. и другие.
Материал - это объект обладающий определенным составом, структурой и свойствами, предназначенный для выполнения определенных функций.
Все материалы по химическому составу делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют около 4/5 всех известных химических элементов.
В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные.
К черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все
остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими
механическими свойствами по сравнению со сплавами и поэтому их
применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать
их специальные свойства (например, магнитные или электрические).
Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы.
На основе железа изготавливают более 90 % всей металлопродукции. Однако
цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств,
которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее
промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др.
Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы — пластмассы, керамика, резина и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов
развивается опережающими темпами по сравнению с металлическими
материалами (при этом использование их в промышленности всего около
10%).
Технология конструкционных материалов
представляет собой совокупность современных знаний о способах
производства материалов и средствах их переработки в целях изготовления
изделий различного назначения. Ее основные разделы: металлургия, литейное производство, обработка давлением, сварка, обработка резанием и т.д..
Теория сплавов. Металлические сплавы
Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено.
Их использование не всегда экономически выгодно, часто они не отвечают
требуемым свойствам. В металлах не всегда сочетаются одновременно
несколько необходимых свойств. Их прочность невысока, электрические
свойства зависят от изменения температуры, они имеют высокий коэффициент
теплового расширения и т.д.
Сплавы в отличие от чистых металлов можно получить почти с любыми заданными свойствами.
Сплавом называется материал, полученный сплавлением двух или более веществ. Металлический сплав получают сплавлением металлов или преимущественно металлов с неметаллами. При этом металлический сплав обладает комплексом характерных металлических свойств.
По числу компонентов различают двухкомпонентные (двойные),
трехкомпонентные (тройные), четырехкомпонентные и многокомпонентные
сплавы.
http://materiology.info/
|