Файл: Наука, изучающия изменения свойств материалов как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.05.2024

Просмотров: 15

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Вопрос 1.

  1. Наука, изучающия изменения свойств материалов как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов.

  2. Сырье и основные материалы, вспомогательные материалы, отходы (возвратные материалы), инвентарь и хозяйственные принадлежности.

Вопрос 2.

  1. Электротехническое материаловедение - это раздел материаловедения, который занимается материалами для электротехники и энергетики, т.е. материалами, обладающими специфическими свойствами, необходимыми для конструирования, производства и эксплуатации электротехнического оборудования.

  2. обеспечение протекания тока, сохранение определенной формы при механических нагрузках, обеспечение изоляции, превращение электрической энергии в тепловую.

Вопрос 3.

  1. Среди таких свойств необходимо назвать: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температуру плавления, способность расширяться при нагревании.

  2. Химическая связь между атомами в металлическом кристалле, возникающая за счёт перекрытия их валентных электронов.

Вопрос 4.

Механические свойства определяют, как материал реагирует на приложенные силы. Это представляют такие показатели как прочность, пластичность, твёрдость и жёсткость. Они определяются путём проверок, например на статическое растяжение, и другими способами Тепловые свойства.

Вопрос 5.

Физические свойства характеризуют физическое состояние материала, а также его способность реагировать на внешние факторы, не влияющие на химический состав материала. К физическим свойствам материалов относят плотность, пористость, водопроницаемость, морозостойкость, влажность, теплопроводность, температуру размягчения, температуру вспышки, температуру стеклования, адгезию, газопроницаемость и другие.

Химические свойства характеризуют склонность материалов к взаимодействию с различными веществами и связаны со способностью материалов противостоять вредному действию этих веществ. Способность металлов и сплавов сопротивляться действию различных афессивных сред называется коррозионной стойкостью, а аналогичная способность неметаллических материалов — химической стойкостью.

Вопрос 6

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки. К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные свойства; деформируемость; свариваемость; обрабатываемость режущим инструментом. Эти свойства позволяют производить формоизменяющую обработку и получать заготовки и детали машин.

Эксплуатационные свойства — это свойства, которые определяют долговечность и надежность работы изделий в процессе их эксплуатации. К ним относятся износостойкость, циклическая вязкость, жаропрочность, хладностойкость, антифрикционное™, прирабатываемое™ и др., которые определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы машин и механизмов.

Вопрос 7

Аморфные тела - это твёрдые тела, которые не имеют кристаллической структуры. К ним относятся – стёкла, смолы, пластмассы, пластилин, шоколад, клей, сургуч, эбонит.

Аморфные вещества в отличие от кристаллических имеют беспорядочное расположение частиц и не имеют постоянной температуры плавления. Их можно рассматривать как очень вязкие жидкости, т.к. с течением времени частицы вещества перемещаются друг относительно друга.

Изотропия - одинаковость физических свойств во всех направлениях, инвариантность, симметрия по отношению к выбору направления

Анизотропия - различие свойств среды в различных направлениях внутри этой среды

Вопрос 8

Типы кристаллических решеток - молекулярную, атомную, ионную и металлическую

Кристаллическую решетку характеризуют следующие основные параметры: период решетки, атомный радиус, энергия решетки, координационное число,

базис и коэффициент компактности решетки

Вопрос 9

Дефектами кристалла называют всякое устойчивое нарушение трансляционной симметрии кристалла — идеальной периодичности кристаллической решётки.

Вопрос 10

Кристаллизация металлов и сплавов - переход металла (сплава) из жидкого состояния в твердое.

Чем больше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения. кристаллизация сопровождается выделением тепла, которое повышает температуру сплава до Ts, поддерживая ее до полного затвердевания металла.

Полиморфизм – способность вещества иметь различные типы кристаллических структур в твердом состоянии при различных температурах (или давлении).

Вопрос 11

Микроскопический анализ - исследование внутреннего строения металлов и сплавов с помощью оптических или электронных микроскопов при увеличениях от 100 до 1000 и более раз.

Вопрос 12

Твердость - свойство материала сопротивляться внедрению более твёрдого тела — индентора.

Основными исторически сложившимися определениями твердости являются методы: Бринелля (HB, HBW), Роквелла (HRA, HRB, HRC), Супер-Роквелла (HRN и HRT), Виккерса (HV), Микро-Виккерса (HV) и Шора (HА, НD, НОО и др.).

По Бринеллю определяют твердость относительно мягких материалов (чугунов, отожженной стали, цветных металлов и их сплавов). Условия проведения испытаний по Бринеллю устанавливает ГОСТ 9012—59

Вопрос 13

Деформации бывают упругими и пластическими. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия вызывающих её внешних сил, так что тело полностью восстанавливает форму и размеры. Пластическая деформация сохраняется (быть может, частично) после снятия внешней нагрузки, и тело уже не возвращается к прежним размерам и форме.

Упрочнение металла при пластической деформации называется наклепом. Наклеп является одним из важнейших способов изменения свойств, особенно для сплавов, не упрочняющихся термической обработкой, и для металлов, обладающих пластичностью.

Вопрос 14

Холодная пластическая деформация - это деформация при температурах < (0,2

. 0,25) Tпл1. Она вызывает резкое изменение структуры и свойств металла: 1. Изменяется форма зерен - зерна вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла.


Горя́чая деформа́ция — деформация кристаллического материала при температуре рекристаллизации или несколько выше. Горячая деформация характеризуется таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором рекристаллизация успевает произойти во всём объёме заготовки.

Вопрос 15

При испытании на растяжение образец определенной формы и размеров из исследуемого. материала прочно закрепляется своими концами (головками) в захватах испытательной машины и подвергается непрерывному плавному деформированию до разрушения

Механические характеристики материалов - числовые значения, характеризующие прочность, жесткость, пластичность, упругость, вязкость и другие свойства. Они определяются экспериментально, на основе результатов испытаний образцов.

Вопрос 16

Испытание материалов на ударную вязкость основано на разрушении стандартного образца с концентратором (надрезом) посередине ударом на маятниковом копре. При испытании на удар оценивают работоспособность металла в сложных условиях нагружения и выявляют его склонность к хрупкому разрушению.

Вопрос 17

Металлические сплавы в жидком состоянии, как правило, однородны и представляют одну фазу. Фазой называют однородную часть неоднородной системы, отделенную от других ее частей поверхностями раздела.

Компоненты - элементы или химические соединения, образующие сплав: металлы и неметаллы; в зависимости от числа компонентов сплавы могут быть двойные, тройные и т. д.

Сплавы делятся на два вида: литые и порошковые. Литые сплавы получаются путем смешивания расплавленных компонентов. А порошковый метод получения сплавов подразумевает прессование порошков нескольких металлов и их последующее спекания при высоких температурах.

Вопрос 18

Реальная кривая охлаждения металла выглядит несколько иначе. Она отражает факт переохлаждения расплава и поэтому здесь горизонтальная площадка располагается при температурах ниже TS.

Образованию аморфного вещества при кристаллизации жидкости способствуют следующие факторы увеличение скорости охлаждения, понижение симметрии кристаллизующихся частиц, усложнение кристаллической структуры и повышение энергии связи между частицами, повышение вязкости жидкости.

Вопрос 20

Термической (или тепловой) обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры.


Отжиг – термическая обработка, заключающаяся в нагреве стали выше критической температуры. Задача отжига – получение более или менее равновесной структуры металла.

Закалка – нагрев стали выше температуры фазовых превращений с последующим охлаждением по определённому режиму для получения нужной структуры и повышения твердости и прочности.

Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности.

Вопрос 21

Химико-термическая обработка (ХТО) металлов и сплавов заключается в нагреве и выдержке их при высокой температуре в активных средах, в результате чего изменяются химический состав, структура и свойства поверхностных слоев металлов и сплавов.

Основными разновидностями химико-термической обработки являются: • цементация. • азотирование • нитроцементация или цианирование; • диффузионная металлизация.

Вопрос 22

Коррозия - cсамопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

Различают 4 основных вида коррозии: электрохимическая коррозия, водородная, кислородная коррозия и химическая.

Вопрос 23

Можно выделить несколько основных способов защиты металлических изделий от коррозии:

  • легирование металлов

  • защитные покрытия (металлические, неметаллические)

  • электрохимическая защита

  • изменение свойств коррозионной среды

  • рациональное конструирование изделий

Вопрос 24

Конструкционные материалы – это материалы или сырьё, из которого изготавливают изделие (древесина, металл, ткань, кожа, стекло, резина, бумага, пластмасса, нетканые материалы и т.п.).

Вопрос 25

Железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун. Наиболее широкое применение в современном машиностроении имеют железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун.

Сферы применения:

  • Сборка промышленного оборудования, машин, кораблей, самолетов, разных механизмов

  • Изготовление инструментов для обработки дерева, металла, бетона, пластика

  • Сборка металлоконструкций

Вопрос 26

Чугун - сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода - не менее 2,14%, а сплавы с содержанием углерода менее 2,14% называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость.


Чугун производят путем проведения в доменной печи химических реакций железных и марганцевых руд с восстановителями – окисью углерода и атомарным углеродом.

Для производства большинства видов чугуна применяют литье, но и в ковке этот материал очень пластичен. Таким способом делают ограждения, декор для интерьера, например, каминные решетки, флюгеры, кованые калитки и ворота.

Вопрос 27

В зависимости от состава и структуры металлической основы выделяют перлитные, ферритные, перлитно-ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные чугуны.

В обозначении марок чугуна буквы означают: Ч - чугун; легирующие элементы: Х - хром, С - кремний, Г - марганец, Н - никель, Д - медь, М - молибден, Т - титан, П - фосфор, Ю - алюминий; буква Ш указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму. ( ЧХСГНДМТПЮШ )

Больше всего чугун используется в тяжелой промышленности, металлургии, станкостроении и машиностроении. Объемы его использования в этих отраслях огромнейшие, от очень маленьких изделий, до просто громадных и тяжелых.

Вопрос 28

Сталь - сплав железа с углеродом, содержащий не менее 45% железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6% до 2,14% соответствует высокоуглеродистая сталь.

Процессы производства стали делятся на два основных способа, а именно: конвертерный процесс, в котором расплавленный передельный чугун в конвертере рафинируют от примесей, продувая его кислородом, и подовый процесс, для осуществления которого используются мартеновские или электрические печи.

Важно отметить, что кислородно-конвертерный способ производства стали имеет ряд особенностей, связанных с технологическими тонкостями, в процессе всего производства. Значительные затраты на конвертерное производство оправдывают окупаемость во время эксплуатации любых изделий, особенно из стали, выплавленной таким путем.

Вопрос 29

Классификация сталей по химическому составу - углеродистые и легированные

По качеству стали классифицируют на:

  • Обыкновенного качества (содержат до 0,06% серы и 0,07% фосфора)

  • Качественные (содержат до 0,035% серы и 0,035% фосфора)

  • Высококачественные (содержат не более 0,025% серы и 0,025% фосфора)

  • Особо высококачественные (содержат не более 0,015% серы и 0,025% фосфора)


Стали используют для производства деталей машин и приборов, предназначенных для работы с ударными и переменными нагрузками в условиях повышенной изнашиваемости.

Процессы производства стали делятся на два основных способа, а именно: конвертерный процесс, в котором расплавленный передельный чугун в конвертере рафинируют от примесей, продувая его кислородом, и подовый процесс, для осуществления которого используются мартеновские или электрические печи.

Вопрос 30

Углеродистые стали – сплавы железа с углеродом, который добавляет материалу жесткость. Углеродистая конструкционная сталь имеет повышенную прочность и твердость.

В обозначение марки стали цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Углеродистая качественная конструкционная сталь подразделяется на:

  • машиностроительную - 08, 10,20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58,60;

  • автоматную -А12, А20, А30;

  • котельную - 20К.

Вопрос 31

Леги́рованная сталь — сталь, содержащая кроме железа и углерода (углеродистая сталь) другие специально вводимые в её состав элементы. Целью введения добавок может быть увеличение механических свойств (прочность, пластичность, ударная вязкость, прокаливаемость), химическая или тепловая стойкость (нержавеющие и котловые, быстрорежущие стали), магнитные качества.

Марки стали: 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Г, 12ХН, 20ХН, 40ХН, 14ХГН, 19ХГН, 20ХГНМ, 30ХМ.

Вопрос 32

Инструментальная сталь-это любая из различных углеродистых и легированных сталей, которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов и оснастки, включая режущие инструменты, штампы, ручные инструменты, ножи и другие.

Инструментальные стали используются для резки, прессования, экструзии и чеканки металлов и других материалов. Их использование в оснастке имеет важное значение; например, литьевые формы требуют инструментальных сталей для их стойкости к истиранию - важный критерий долговечности пресс-формы, который позволяет выполнять сотни тысяч операций формования в течение всего срока ее службы.

Марки - У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А.

Вопрос 33

Коррозионностойкая сталь – это сталь, стойкая по отношению к коррозии. Такое свойство приобретает железосодержащий металл, когда к основному химическому элементу – Fe добавляют хром в значительном количестве.

Вопрос 34