2015-04-01
510
В.Н. Колосов,
ведущий научный сотрудник Учреждения Российской академии наук Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья
им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН,
доктор технических наук, старший научный сотрудник
В.И. Иваненко,
доцент кафедры химических технологий и строительного материаловедения
Апатитского филиала Мурманского государственного технического университета, кандидат химических наук, доцент
Маслобоева С.М.
Материаловедение. Часть I: Основные понятия о строении, структуре и свойствах материалов: учеб. пособие. – Апатиты: Изд. Кольского филиала ПетрГУ, 2009. – 103 с.
Учебное пособие содержит курс лекций по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов», читаемый студентам Кольского филиала Петрозаводского государственного университета. В части I пособия изложены основные понятия о строении, структуре и свойствах материалов. Приведена систематизация веществ по их агрегатным состояниям в нормальных (по температуре и давлению) условиях, позволяющая внутри каждой группы (твердое, жидкое или газообразное вещество) учесть вид образующих его частиц, состав, физическую природу, строение и структуру, а также происхождение. Показана связь между свойствами веществ и их строением. Рассмотрены способы воздействия на свойства веществ и материалов.
Издание подготовлено в соответствии с государственными образовательными стандартами и предназначено для студентов очной и заочной форм обучения техническим специальностям: 130401 «Физические процессы (горного или нефтегазового) производств, 130403 «Открытые горные работы», 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 130405 «Обогащение полезных ископаемых», 140402 «Теплофизика», 140201 «Высоковольтные электроэнергетика и электротехника», 210301 «Радиофизика и электроника». Учебное пособие может быть полезно аспирантам и инженерам.
Табл.− 6, ил. − 69, библиогр. − 15 назв.
УДК 622:620.2
ББК 30.3
Ó С.М. Маслобоева, 2009
Ó Кольский филиал Петрозаводского
государственного университета, 2009
ОГЛАВЛЕНИе
Введение.. 5
Глава 1. МЕТАЛЛЫ... 10
1.1. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. 11
1.2. Понятие об изотропии и анизотропии. 12
1.3. Аллотропия, или полиморфные превращения. 14
1.4. Магнитные превращения. 14
1.5. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения. 14
1.6. Кристаллизации металлов. 19
1.6.1. Механизм и закономерности кристаллизации металлов. 20
1.6.2. Условия получения мелкозернистой структуры.. 22
1.6.3. Строение металлического слитка. 23
1.7. Методы исследования металлов. 25
1.7.1. Определение химического состава. 25
1.7.2. Изучение структуры.. 26
1.7.3. Физические методы исследования. 26
Глава 2. металлические сплавы... 28
2.1. Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов. 28
2.2. Классификация сплавов твердых растворов. 29
2.3. Кристаллизация сплавов. 30
2.4. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. 31
2.4.1. Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы твердые растворы с неограниченной растворимостью) 33
2.4.2. Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии (механические смеси) 35
2.4.3. Диаграммы состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии с эвтектическим превращением.. 36
2.4.4. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии с перитектическим превращением.. 37
2.4.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения. 38
2.4.6. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость) 38
2.4.7. Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением одного из компонентов. 39
2.4.8. Диаграмма состояния сплавов с полиморфными превращениями компонентов и эвтектоидным превращением 40
2.4.9. Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. 40
Глава 3. структура неметаллических материалов.. 42
3.1. Строение полимеров. 42
3.1.1. Классификации полимеров. 42
3.1.2. Надмолекулярная структура полимеров. 46
3.1.2.1. Структура аморфных полимеров. 46
3.1.2.2. Структура кристаллических полимеров. 47
3.1.3. Физические состояния аморфного полимера. 49
3.1.4. Гибкость макромолекул. 50
3.2. Строение стекла. 53
3.3. Строение керамики. 54
Глава 4. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ.. 55
4.1. Физические свойства. 55
4.2. Механические свойства. 60
4.2.1. Физическая природа деформации металлов. 60
4.2.2. Дислокационный механизм пластической деформации. 63
4.2.3. Разрушение металлов. 64
4.2.4. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках. 64
4.2.4.1. Испытания на растяжение. 65
4.2.4.2. Испытания на изгиб. 66
4.2.4.3. Испытания на твердость. 67
4.2.5. Механические свойства, определяемые при динамических нагрузках. 68
4.2.6. Механические свойства, определяемые при переменных (циклических) нагрузках. 70
4.3. Электрические свойства. 73
4.3.1. Общие сведения. 73
4.3.2. Основные характеристики диэлектрических материалов. 73
4.4. Магнитные свойства. 76
4.4.1. Общие сведения. 76
4.4.2. Основные магнитные характеристики материалов. 78
4.5. Технологические свойства. 81
4.6. Эксплуатационные свойства. 81
4.7. Свойства веществ и материалов в основных физико-химических процессах. 82
4.7.1. Старение. 82
4.7.2. Изнашивание. 83
4.7.3. Диффузия. 85
4.7.4. Коррозия. 86
4.8. Способы воздействия на свойства веществ и материалов. 88
4.8.1. Механическая обработка. 88
4.8.1.1. Общие сведения. 88
4.8.1.2. Деформация поликристаллов. 89
4.8.1.3. Деформация полимеров. 91
4.8.1.4. Деформация аморфных сплавов. 92
4.8.2. Термическая обработка. 93
4.8.2.1. Отжиг. 94
4.8.2.2. Закалка. 96
4.8.2.3. Отпуск и искусственное старение. 97
4.8.3. Термомеханическая обработка. 98
4.8.3.1. Тепломеханическая обработка металлов и сплавов. 98
4.8.3.2. Термомеханическая обработка аморфных сплавов. 99
4.8.4. Химико-термическая обработка. 100
Список использованных источников.. 102
