WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Будова, властивості і способи випробування металів - Реферат

Будова, властивості і способи випробування металів - Реферат


Реферат на тему:
Будова, властивості і способи випробування металів
Металознавство - наука, яка вивчає в загальному зв'язку-склад, будову та. властивості металів і сплавів, а також закономірності зміни властивостей під впливом теплової, механічної або хімічної дії.
Як самостійна наука металознавство виникло в Росії в XIX ст. під назвою "металографія". Виникнення її зумовлено розвитком промисловості і насамперед металургії та машинобудування.
Кристалами різних речовин вчені цікавилися ще в XVII і XVIII ст. М. В. Ломоносов у 1763 р. в своєму "Трактате о слоях земнх" встановлює закон постійності кутів для кристалів алмазу. Геометричне правильну форму кристалів різних речовин Ломоносов пов'язує з певним розміщенням атомів у просторі; групи атомів складають кристалічні многогранники. Внаслідок однакового розміщення атомів у всіх кристалах однієї речовини однаковими будуть і кути між відповідними гранями. У цьому питанні Ломоносов далеко випередив своїх сучасників, він висунув положення, які поділяються наукою і в наш час.
Розвиток металознавства нерозривно пов'язаний з іменами П. П. Аносова (1797-1851), який вперше застосував мікроскоп для дослідження структури металів, і Д. К. Чернова (1838-1921), який зробив ряд відкриттів світового значення. Найважливіші з них - дослідження критичних точок сталі (1868) і кристалічної структури литої сталі (1878).
П. П. Аносов заклав основи вчення про сталі, розробив наукові принципи виробництва високоякісної сталі. Заслуга П. П. Аносова також у тому, що він розкрив секрет виготовлення старовинними майстрами Сходу булатної сталі, з якої робили клинки. Булатна сталь Аносова славилася в усьому світі і вивозилася за кордон, Клинки з цієї сталі мали високу твердість і в'язкість; ними можна було рубати цвяхи, не зіпсувавши леза, розсікати в повітрі тонку хустку; клинки можна було згинати до зіткнення кінців.
Відкриття Д. К. Черновим критичних точок а і б (відповідно до сучасного позначення АІ і АЗ) здійснило революцію в пізнанні природи металічних сплавів і дало можливість пояснити ряд "таємничих" явищ при термічній обробці сталей. Своїми працями Д. К. Чернов заклав основи сучасної науки про метали і сплави.
Дальший розвиток металознавства пов'язаний з іменами М. С. Курнакова (1860-1941), який розробив методи фізико-хімічного аналізу сплавів, О. О. Байкова (1870-1946), що висвітлив фізико-хімічну суть ряду металургійних процесів, С. С. Штейнберга (1872-1940), який узагальнив явища перетворень аустеніту (див. с. 99) при різних температурах, М. П. Чижевського (1873-1952), що вперше вивчив вплив азоту на властивості сталі, та інших вітчизняних і зарубіжних учених та науково-дослідних установ, які успішно розвивають науку про метали і в наш час.
Зарубіжні вчені також внесли свій вклад у вивчення металів і сплавів, імена деяких з них згадуються при викладенні матеріалу.
БУДОВА, ВЛАСТИВОСТІ І СПОСОБИ ВИПРОБУВАННЯ МЕТАЛІВ
Кристалічна будова металів
Речовини в твердому стані мають кристалічну або аморфну будову. В ідеальній кристалічній речовині атоми розташовані за геометричне правильною схемою і на певній відстані один від одного, в аморфному ж (склі, каніфолі) атоми розташовані безладно.
У всіх металів і їх сплавів будова кристалічна. Кристалічні зерна невизначеної форми не схожі на типові кристали - многогранники, тому їх називають кристалітами, зернами або гранулами. Проте будова кристалів настільки ж закономірна, як і в розвинутих кристалів.
Види кристалічних решіток. При затвердінні атоми металів утворюють кристали, які можна розглядати як геометричне правильні системи, побудовані у вигляді кристалічних решіток. Порядок розташування атомів у решітці може бути різним. Багато найважливіших металів утворюють решітки, розташування атомів в елементарних комірках яких має форму центрованого куба (а- і {3-залізо, а-титан, хром, молібден, вольфрам, ванадій), куба з центрованими гранями (у-залізо, алюміній, мідь, нікель, свинець, (3-кобальт) або гексагональну, як у шестигранної призми, комірку (магній, цинк, а-кобальт).
Більшість технічних металів мають кристалічні решітки: об'ємно-центровану кубічну, кубічну гранецентровану або гексагональну.
Щоб мати уявлення про кристалічну решітку, досить знати розташування атомів в елементарній комірці її. Елементарна комірка кубічної об'ємно-центрованої решітки обмежується дев'ятьма атомами, вісім з яких розташовані по вершинах куба, а дев'ятий - у його центрі. Повторенням цієї комірки шляхом переносів утворюється вся структура кристала.
Частину кубічної об'ємно-центрованої решітки. Тут узято вісім суміжних елементарних комірок; вузли, які розташовані по вершинах і в центрі кожної комірки, помічені кружками.
Елементарна комірка кубічної гранецентрованої решітки обмежується 14 атомами: 8 з них розташовані по вершинах куба і 6 - по гранях.
Елементарна комірка гексагональної решітки обмежена 17 атомами, з них 12 атомів розташовані по вершинах шестигранної призми, 2 атоми - у центрі основ і 3 - усередині призми.
Параметр решіток (сторона куба або шестигранника) у міді 0,36 нм, в алюмінію 0,405 нм, у цинку 0,267 нм і т. д. :
Кожний атом складається з позитивно зарядженого ядра і кількох шарів (оболонок) негативно заряджених електронів, які рухаються навколо ядра. Електрони зовнішніх оболонок атомів металів називають валентними. Вони легко відщеплюються, швидко рухаються між ядрами і називаються вільними. Внаслідок наявності вільних електронів атоми металів є позитивно зарядженими іонами.
Отже, у вузлах решіток містяться позитивно заряджені іони. Іони, проте, не перебувають у спокої, а безперервно коливаються біля положення рівноваги.
З підвищенням температури амплітуда коливань збільшується, що веде до розширення кристалів, а при температурі плавлення коливання частинок збільшується настільки, що кристалічна решітка руйнується.
Реально кристали мають дефекти, і їх структура відрізняється від схем наведених ідеальних решіток. Точковими дефектами є пусті вузли, або вакансії та міжвузлові атоми кількість цих дефектів зростає з підвищенням температури. Найважливішими лінійними дефектами є дислокації (крайові і гвинтові), які являють собою ніби зсув частини кристалічної решітки. Дислокації характеризуються великою протяжністю в одному напрямі і малою в другому. Поверхневі дефекти спричинюються наявністю субзерен або блоків всередині кристала, а також різною орієнтацією кристалічних решіток зерен. По границях зерен решітка одного кристала переходить у решітку іншого, тут порушено симетрію розташування атомів.
Дефекти кристалів істотно впливають на механічні,
Loading...

 
 

Цікаве