Основы строения и свойств материалов

Раздел 1. Основы строения и свойств материалов [c.4]

В учебном пособии рассмотрены основные разделы курса материаловедения атомно-кристаллическое строение металлов, основы кристаллизации, диаграммы состояния сплавов, а также основные конструкционные. металлы и сплавы на основе железа и цветных металлов. Показана возможность изменения структуры и свойств материалов за счет термической и химикотермической обработки. Большое внимание уделено неметаллическим материала.м, которые находят применение в промышленности. Приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. [c.2]

Настоящая монография охватывает ряд основных вопросов проблемы развития тепловой микроскопии, включая методические основы низко- и высокотемпературной металлографии, анализ конструктивного выполнения основных систем и узлов установок, разработанных под руководством автора. В книге рассмотрены также технические характеристики современной отечественной, главным образом серийной, и зарубежной аппаратуры, определены тенденции и рациональные пределы совершенствования средств тепловой микроскопии. Кроме того, монография содержит ряд экспериментальных результатов, полученных методами тепловой микроскопии и иллюстрирующих эффективность их использования для исследования строения и свойств широкого класса материалов (чистых металлов, промышленных сплавов, композиционных и полупроводниковых материалов). При этом в качестве примеров, как правило, приведены такие исследования, постановка которых оказалась возможной благодаря применению методов и аппаратуры для низко- и высокотемпературной металлографии и результаты которых ассоциируются с существенно новыми представлениями. [c.8]

Задачами изучения материаловедения являются установление связей состава, строения и структуры материалов с их свойствами и на этой основе формирование и сохранение необходимых свойств [c.5]

Автор вместе с группой товарищей в течение ряда лет занимается исследованием вопросов, имеющих отношение к проблеме связи структуры и свойств материалов. Вместе с этим он читает аспирантам курс физического металловедения. Изложение вопросов, так или иначе затрагивающих вышеуказанную проблему, и составляет основу книги. Последовательно рассмотрены металлическая связь и ее влияние на свойства металлов, строение атомов и межатомное взаимодействие, дефекты структуры, диффузия и теория фазовых превращений, некоторые конкретные процессы, формирующие конечные свойства металла полигонизация, старение, мартенситное превращение, возможности достижения высокой прочности, включая композиционные материалы, жаропрочность, поведение металлов в глубоком вакууме и, наконец, некоторые возможности использования ядерных процессов для исследования металлов. Где это возможно, делается акцент на вопросах связи строения и свойств. [c.8]

В учебнике рассмотрены строение и свойства металлов и сплавов. Приведены сведения о термической и химико-терми-ческой обработке. Рассмотрены основные виды металлических и неметаллических конструкционных материалов. Изложены основы технологии литейного производства, обработки давле- нием, сварки, механической обработки. [c.2]

В свете этих задач ясно представляется важнейшая роль металловедения как науки о строении и свойствах металлов и сплавов на их основе. Металловедение является прикладной наукой, опирающейся на физику, физическую химию, кристаллографию, химию. Основная задача металловедения состоит в разработке новых металлических материалов для различных отраслей народного хозяйства и в изыскании способов улучшения качества выпускаемых промышленностью металлов и изделий из них. [c.4]

Характеризуются требования к материалам, применяемым в условиях аэродинамического нагрева, приводятся конкретные данные о строении и свойствах легких сплавов (на основе алюминия, магния и титана), жаропрочных сталей, сплавов на основе никеля и кобальта, а также некоторых редких металлов. Освещаются результаты новых научных исследований по кинетике окисления в газовом потоке, созданию специальных защитных металлических покрытий и разработке методов испытаний жаропрочных материалов, работающих при разогреве в быстро движущемся воздушном потоке. [c.748]

Описаны методы получения, строение и свойства полисульфидных олигомеров, использование их вулканизатов в различных отраслях промышленности. Приведены практические указания по приготовлению, условиям эксплуатации герметизирующих материалов на основе этих олигомеров. [c.319]

Изучение физических закономерностей изменения структурно-фазо-вого и напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя деталей при трении, накопление и обобщение результатов экспериментальных исследований и опыта эксплуатации трибосистем различного вида и назначения позволили определить физические основы структурной модификации материалов трибосистем. В главе 6 показано, что в качестве физической основы структурной модификации выступают закономерности фазовых переходов, определяемые уровнем потенциала Гиббса или свободной энергией системы. А переход из одного фазового состояния в другое сопровождается существенным изменением внутреннего строения и физических свойств системы. Фазы выступают в качестве элементов структуры любого материала (сплава, [c.268]

Химическая стойкость материалов на основе высокомолекулярных полимеров, как и другие их свойства, зависит от химического состава, молекулярного веса, от величин межмолекулярных сил, строения и структурных факторов. [c.59]

Субмикроскопический уровень, когда на основании рассмотрения строения атомов и молекул и образования из них кристаллических решеток твердых тел или иных структур выявляются закономерности, которые служат базой для объяснения свойств и поведения материалов в различных условиях. Эти закономерности, как правило, являются основой для дальнейших исследований и разработок частных зависимостей. [c.59]

Опыты с образцами, проводимые в различных условиях, позволяют изучить ряд свойств материалов. Получаемая в этих экспериментах информация, во-первых, характеризует прочностные возможности материалов, оцениваемые при помощи некоторых величин, которые используются в условиях надежности. Во-вто- рых, на основе результатов указанных опытов удается определить области наиболее эффективного использования материалов. В-третьих, данные экспериментов позволяют строить феноменологические ) теории связей напряженно-деформированного состояния и теории предельного состояния материала. Наконец, опыт с образцами позволяет оценивать физические теории деформирования и разрушения материалов, в которых используется представление о дискретном строении материи. На такой основе оказывается возможным целенаправленный поиск новых материалов с необходимыми свойствами. [c.223]

На единой физической основе рассматривается взаимосвязь состава, строения, структуры и свойств различных материалов, а также их изменения под воздействием внешних факторов. Представлены все виды материалов, использующихся в промышленности, причем по конкретным материалам приведены сведения о составе, строении, структуре, основных физических и потребительских свойствах, классификации, маркировке и способах воздействия на свойства. Рассмотрены способы защиты материалов от коррозии и изнашивания. [c.2]

В первом разделе рассматриваются кристаллизация и строение металлов и сплавов, способы их термической обработки. Детально описаны превращения, протекающие в сплавах при их нагреве и охлаждении. Приведены классификация и свойства сталей, а также методы их улучшения. Большое внимание уделено сплавам на основе цветных металлов, а также таким перспективным материалам, как неметаллические, порошковые и композиционные. [c.3]

Наиболее распространенным в технике материалом является металл. Свойствами металлов, их внутренним строением специально занимаются такие разделы науки, как физика металлов, в которой разрабатываются теоретические основы строения металлов в связи с различными их физическими свойствами (электропроводность, теплопроводность и т. д.), а также металловедение и металлография, в большей мере занимающиеся технологическими процессами производства металлов и их сплавов. [c.13]

На описанной основе впоследствии оказалось возможным получать материалы с различными механическими и оптическими свойствами. В первую очередь были изучены пути изменений величины модуля упругости и получения материалов с широким диапазоном модулей упругости [40]. Модуль упругости в основном возрастает с повышением энергии взаимодействия между цепными молекулами полимера и, в случае сетчатого строения, с увеличением густоты сетки. Ослабление межмолекулярных взаимодействий ведет [c.189]

Разработаны, новые материалы, представляющие собой сочетание металлической основы с дисперсными включениям тугоплавких окислов и применяющиеся как новые жаропрочные материалы, параметры которых более высокие, чем у чистых металлов и сплавов на их основе. В последнее время на основе тугоплавких металлов (ванадия, ниобия, молибдена и вольфрама) созданы сплавы, которые позволяют значительно расширить температурные интервалы применения новых жаропрочных материалов. И, наконец, следует отметить материалы с особыми физическими свойствами, которые создаются в условиях высоких и сверхвысоких давлений и температур, например искусственный алмаз, новые модификации простых веществ и различные соединения, способные в этих условиях менять характер химической связи. При исследовании ЭТИХ материалов успешно применяют новые методы, позволяющие определять строение и [c.4]

Биомеханика биологических материалов и систем. Исследования в этом направлении принадлежат к фундаментальным, так как на их основе решается множество прикладных проблем, входящих в другие направления. Сюда относятся работы, посвященные изучению особенностей строения и механических свойств (упругих, деформативных и прочностных), а также разрушения различных мягких и твердых биологических тканей и даже целых биологических систем. [c.477]

Рассмотрены строение и кристаллизация металлов и их сплавов. Изложены элементы общей теории металлических сплавов. Описаны современные методы исследования структуры и свойств металлов и сплавов. Показано влияние технологических процессов и условий эксплуатации на структуру и свойства металлов и сплавов. Даны основы термической обработки. Приведены основные сведения о специальных сталях и цветных металлах и их сплавах. Большое внимание уделено вопросам длительной прочности и эксплуатационной надежности материалов энергетического оборудования и сварным соединениям. Илл. 129. [c.2]

Изучение электрических и иных свойств диэлектриков в связи с их химическим составом и строением дает основу для получения новых материалов с заранее заданными свойствами. Такой подход к разработке новых материалов, характерный для современной техники, заменил собой прежнюю практику получения новых материалов в результате несистематических попыток случайного изыскания новых материалов. [c.9]

В учебном пособии рассмотрены основы материаловедения, включающие в себя взаимосвязь состава, Строения и механических, электрических, магнитных свойств материалов. Описаны технологии получения и обработки монокристаллов, поликристаллических слитков, аморфных структур, нанокристаллических материалов и композитов, упрочнение металлов и сплавов дисперсными модифицирующими добавками термическая обработка, высокоэнергетические технологии обработки деталей. Показано использование материалов в технике в зависимости от их химического состава, структуры и свойств. Дано описание свойств конструкционных и инструментальных сталей, сплавов алюминия, меди, магнитных, проводниковых, диэлектрических, полупроводниковых и других материалов. [c.4]

В настоящем учебнике рассмотрены физико-химические основы строения и свойств конструкционных металлических и неметаллических материалов, приводятся широко используемые методы определения механических свойств материалов при различных видах нагружения, излагаются основы термической обработки и поверхностного упрочнения деталей. Значительное внимание при этом уделяется дислокационной концепвдш прочности, [c.3]

Магнитодиэлектрики (металлопластические магнитные материалы) представляют собой двух- или многокомпонентные композиции на основе смеси ферромагнитных порошков с вяжущими веществами, являющимися изоляторами. Они характеризуются постоянством магнитной проницаемости, большим удельным электросопротивлением, низкими потерями на вихревые токи и на гистерезис. Своеобразие строения и свойства магнитодиэлектриков позволяют использовать их в электро- и радиотехнических устройствах для сердечников катушек индуктивности и высокочастотных трансформаторов, для лент звукозаписи. [c.218]

Чем больше превышает свое максимально приемлемое значение (порядка десяти процентов) разность результатов вычисления и поверительного эксперимента, тем, естественно, менее удовлетворителен проведенный расчет, тем, среди прочих причин, менее приемлемы положенные в основу этого расчета упрощающие гипотезы и, в частности, идеализация строения и свойств использованных материалов. [c.65]

Таким образом, в результате рассмотрения особенностей строения и свойств полимерных материалов можно заключить, что в одном и том же объеме одновременно могут формироваться структуры многих типов, т. е. полимерные материалы по своей природе гетерогенны. Эта особенность полимеров и композиционных материалов на их основе приводит к существенному расширению релаксационного спектра и способствует образованию мгновеннопластических (склерономных) деформаций, связанных [c.16]

В учебном пособии изложены теоретические основы алектроматериаловедения, касающиеся изучения структуры и свойств металлов и сплавов, применяемых в авиационном приборостроении. Приведены материалы, устанавливающие зависимость физикохимических свойств электротехнических сплавов от их строения, а также сведения о методах формирования у сплавов специальных свойств. Значительное место в учебном пособии отведено изучению конкретных групп электротехнических сплавов — конструкционных, магнитных, проводниковых, с особыми тепловыми свойствами, полупроводников. [c.2]

Диэлектрические свойства. Все пластические массы практически являются диэлектриками (за исключением случая введения специальных наполнителей или применения специальных полимеров). Диэлектрические свойства пластических масс определяются в основном химическим строением и структурой полимерного связующего, а также наполнителем. Наилучшими диэлектриками для высокочастотной техники являются полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен. Тангенс угла диэлектрических потерь этих материалов при 10 гц 0,0002—0,0006, диэлектрическая проницаемость 1,9—2,6 удельное объемное и поверхностное электросопротивление — 10 —10 ом-см (ом), электрическая прочность 20—40 кв мм. Малым тангенсом угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью обладают пенопласты. Хорошие электроизоляционные свойства имеют слоистые пластики и прессмате-риалы с минеральным наполнителем. Лучшими и наиболее стабильными в условиях высокой температуры и повышенной влажности диэлектрическими свойствами обладают пластики на основе кремнийорганических смол и политетрафторэтилена. [c.14]

Чческих, тепловых и физико-химических характеристиках конструкционных и электротехнических материалов в связи с их строением и внешними т условиями. Рассмотрены технологии их получения, переработки, эксплуатации, утилизоции, контроля и измерения параметров. Изложены основы металловедения и способы обработки металлов приведены области ЕЕ применения электротехнических материалов и их классификация, осно- 1Р вы физики диэлектрических материалов рос смотрены свойства, техно- BL логии получения и применение газообразных, жидких и твердых электро-Л А, изоляционных материалов, проводниковых, полупроводниковых и магнит-ных материалов. [c.336]

Структурный подход к описанию поведения металлов при их обработке на основе экспериментальных данных представляет собой их аппроксимацию при помощи простейших математических зависимостей. Использование методов и соотношений физики дефектов кристаллического строения дает возможность описания процессов, но эти методы и математический аппарат не позволяют учитывать все масштабные уровни структуры и их общий вклад в формирование свойств материалов. По мнению А.В. Мартынова наука на современном этапе дошла до пределов дискретизации и детерминиза-ции знаний почти во всех областях. Однако, как это часто бывает в таких случаях, от ее пристального внимания ускользают многие интегральные и вероятностные сущности [12]. [c.11]

В целом выполненные к сегодняшнему дню работы [73—119] по квантовохимическому описанию Ш-нитридов дают обширную информацию о детальных особенностях их электронного строения и составляют надежную основу для анализа изменения свойств идеальных кристаллов в присутствии разнообразных дефектов, присущих материалам, создаваемым на основе Ш-нитридов. Указанные вопросы будут рассмотрены в главе 2. [c.18]

В учебнике рассматриваются вопросы физико-химического строения металлических и неметаллических материалов, термической обработки и поверхностного упрочнения, понятия о механических свойствах и методах их определения, основы теории и технологии получения заготовок литьем, давлением сваркой и пайкой, механическоцобработкой и рекомендации по их применению. [c.640]

В книге рассмотрены строение и кристаллизация металлов и их сплавов, современные методы исследования структуры и свойств металлов, влияние технологических процессов и условий эксплуатации на структуру и свойства металлов и сплавов, основы термической обработки, специальные стали и цветные металлы и сплавы. Большое внимание уделено вопросам длительной прочности и эксплуатационной надежности материалов энергетическопо оборудования и сварным соединениям. [c.2]

В теоретическом плане это связано с тем, что такие системы являются удобной модельной средой для описания эффективных характеристик материалов в рамках различных теоретических подходов, в том числе и методами теории перколяции. В данной главе на основе теории фракталов развивается более общий подход, позволяющий исследовать влияние процессов структурообразования на механические свойства композиционных материалов. Фрактальный подход к описанию структуры композиционных материалов дает возможность последовательно усложнять строение и набор рассматриваемых структур, что позволит позже перейти к описанию свойств таких сложных биокомпозитов, как натуральная древесина, древесно —полимерные композиционные материалы. [c.141]

Важность проблемы создания и применения Н0 вых химически стойких металлических материалов в различных отраслях. нашей промышленности, особенно в химическом машиностроении, подчеркнута в Программе КПСС. За последние два десятилетия в связи с интенсификацией и разработкой новых технологических процессов, протекающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях, значительно возрос интерес к использованию новых конструкционных материалов на основе тугоплавких и редких металлов, таких как титан, ниобий, ванадий, молибден. Эти металлы и их сплавы обладают весьма ценными физико-химическими и механическими свойствами, а по коррозионной стойкости во многих случаях значительно превосходят сплавы на основе железа и цветных металлов, которые являются до настоящего времени основными конструкционными материалами в химическом аппарато-строении. По сырьевьгм ресурсам и возможностям металлургической иромышленности такие металлы, как титан и ниобий (а также и другие из числа тугоплавких), могли бы уже сейчас широко использоваться в химическом машиностроении. Однако их внедрение в эту отрасль промышленности идет сравнительно медленно. Одна из причин отставания — отсутствие необходимых сведений о свойствах этих металлов и их сплавов, в особенности об их химической стойкости и характере поведения в различных агрессивных средах. [c.65]

Асбест — минерал волокнистого строения, на основе которого изготовляют прокладочные материалы. При обработке асбест распадается на тончайшие прочные волокна, в соответствии с длиной которых маркируют его сорта. По химическому составу асбестовые минералы являются водными силикатами магния (хризотил-асбест), железа, кальция и натрия. Потеря кристаллизационной воды при высоких температурах приводит к разрушению структуры кристаллов асбеста. Хризотил-асбест полностью разрушается при 700 °С, при 550 С-в течение года, до 400 °С свойства хризотил-асбеста сохраняются длительно. Хризотил-асбест является основным материалом для изготовления прокладочных материалов — паронита, армированного полотна, асбестового картона, феронита. Хризотил-асбест плохо противостоит воздействию сильных минеральных кислот, но может применяться в слабых кислотах и многих щелочных растворах. [c.137]

Исследования стекол и аморфных металлических сплавов, выполненные после 1985 года, показывают, что для неупорядоченных материалов характерна своеобразная наноструктура. Подтверждением нанонеоднородной структуры аморфных металлических сплавов служат, в частности, результаты дифракционных и электронно-микроскопических исследований [1-11], рассмотренные в предгпествуюгцих разделах. Аналогичные выводы о нанонеоднородном строении стекол и аморфных вегцеств были независимо сделаны на основе исследований низкоэнергетических колебательных спектров и свойств, определяемых спектральным распределением упругих колебаний. Кратко рассмотрим результаты этих исследований. [c.183]

В развитии современных представлений о работоспособности материалов с дефектами, внесенными в процессе создания материалов или развившимися в служебных условиях, исключительно важную роль играют фрактографи-ческие исследования. Фрактография как метод исследования строения поверхности изломов объединяет такие фундаментальные дисциплины, как физика и механика разрушения, кристаллография и материаловедение, являющиеся основой количественной фрактографии. С развитием положений линейной механики разрушения и растровой электронной микроскопии количественная фрактография поднялась на новую ступень, так как оказалось возможным установление взаимосвязи между микроструктурой материала, микромеханизмом разрушения и фрактографическими параметрами при заданном напряженно-деформированном состоянии, Иными словами, удалось найти взаимосвязь между механическими свойствами материалов в микрообъемах и свойствами материала, находящегося под нагрузкой. Это позволяет путем анализа поведения материала в условиях локального разрушения судить о его способности тормозить макроразрушение и на Основе фрактографических исследований давать рекомендации по установлению и увеличению ресурса машин и сооружений в заданных условиях эксплуатации, а также разрабатывать систему мер по повышению надежности работы материала. [c.5]

Степень разрушения во многом определяется свойствами материалов, подвергающихся кавитации. К таким свойствам относятся поверхностная твердость, коррозионная усталость, стойкость, прочность, обрабатываемость поверхности, пористость и состав металла. По мнению Новотного, пористая поверхность подвергается более равномерному разрушению. Богачев и Минц [31] детально исследовали кавитационное разрушение чугуна в зависимости от его химического состава, формы графита и характера тепловой обработки. При этом было установлено, что наибольшей сопротивляемостью кавитационному разрушению обладают чугуны, в которых графит находится в виде глобул. По мнению этих авторов, разрущение чугуна начинается с разрушения графитовых включений. Поэтому такому разрушению довольно легко подвергается слоистый графитовый чугун. Наблюдаемое в этом случае нарушение целостности основы, которое вызывается эрозией графита, способствует быстрому разрушению всего испытуемого образца, в то время как при глобулярном строении графита разрушение носит локальный характер и ограничивается изолированными участками, занятыми графитом. Отсюда следует, что мартен-ситные и ферритные матрицы являются, по-видимому, малоустойчивыми, в то время как тонкодисперсные перлитные, бентонитные и сорбитные структуры имеют более высокую сопротивляемость. [c.142]

Маслянит [45]. Этим термином названа группа самосмазывающихся антифрикционных материалов, разработанных в лаборатории специального материаловедения, построенных по одному принципу, но имеющих различный состав и технологию изготовления, что продиктовано необходимостью получения материалов с различными свойствами. Теоретические основы строения, механизма трения и износа этих материалов были развиты на базе исследований, о которых говорилось выше. Экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории специального материаловедения, показали, что, используя теоретические основы строения маслянита, можно создавать материалы с заранее заданными свойствами. Так, в лаборатории были созданы материалы для работы в обычных условиях, в речной или в морской воде, в среде инертных газов и глубоком вакууме, в агрессивных жидких средах. [c.72]

Исторически химия высокомолекулярных соединений органических веществ, получившая особенно щирокое развитие в последние десятилетия, намного опередила химию неорганических полимеров. Поэтому и сейчас актуальны и наивны слова академика В. В. Коршака Больших успехов можно ожидать от намечающегося соприкосновения макромолекулярной химии с неорганической, особенно в направлении использования всех накопленных знаний о свойствах и строении макромолекул к неорганическим полимерам в процессе их синтеза, исследования и применения [345]. Экономическая целесообразность исследований и использования неорганических полимеров следует хотя бы из того, что только полиоксидные высокомолекулярные соединения кислорода, кремния, алюминия, железа составляют более % массы земной коры [346]. Это особо важно вследствие сокращения ресурсов нефти и газа, являющихся на сегодня основой для массового производства материалов технического и бытового потребления. Суммарное содержание углерода (основы органических полимеров) составляет в земной коре лишь 0,35% [c.263]

Уважаемые читатели, эта книга вводит вас в курс физико-хи-мических основ материаловедения и методов придания различным материалам таких с1войств, которые требуются для решения инженерных задач разных направлений. Вы узнаете, почему природные и искусственно созданные материалы имеют различную электропроводность, магнитные, механические и диэлектрические свойства, как связаны эти свойства друг с другом, как и в каких пределах их можно изменить. Изучая современные методы получения и обработки материалов, вы познакомитесь со способами изменения этих свойств и, что особенно важно, научитесь прогнозировать изменение свойств материалов при изменении их состава, структуры или состояния. Кроме того, вы познакомитесь с современными методами врздействия на материалы, позволяющими управлять свойствами специально созданных смесей, химических соединений и сплавов. Одновременно с изучением этих вопросов, вы более глубоко познакомитесь с физическими и химическими свойствами элементов, информация о которых заложена в периодической системе Д.И. Менделеева. Особо отметим, что строение атомов химических элементов определяет структуру и энергию образуемых ими химических связей, которые, в свою очередь, лежат в основе всего комплекса свойств веществ и материалов. Лишь опираясь на понимание химического взаимодействия атомов, можно управлять процессами, происходящими в веществах, и получать заданные рабочие характеристики. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...