Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования, применения или эксплуатации



2015-12-15 2192 Обсуждений (0)
Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования, применения или эксплуатации 0.00 из 5.00 0 оценок




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

 

 

Введение

Материаловедениеэто наука о взаимосвязи электронного строения, структуры материалов с их составом, физическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.

Значение этой дисциплины определяется широким диапазоном материалов, используемых в практической деятельности во всех отраслях народного хозяйства. Знания, полученные в области материаловедения, должны обеспечивать в производственных процессах рациональное и эффективное использование материалов при соблюдении требований экономии, экологии и безопасности труда.

Цель настоящего учебного пособия дать студентам технических специальностей базовый уровень знаний в области материаловедения, позволяющий решить следующие задачи:

- получить прочные знания об основных закономерностях, определяющих строение и свойства материалов, о методах их обработки, о поведении материалов в основных процессах эксплуатации или потребления;

- раскрыть физическую сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов, показать их влияние на свойства материалов;

- изучить теорию и практику различных способов упрочнения материалов, обеспечивающих высокую надежность, износостойкость и долговечность деталей машин, научить выполнять наиболее широко применяемые в технике методы испытания качества материалов;

- изучить основные группы современных металлических и неметаллических материалов, их свойства и область применения;

- дать навыки самостоятельного пользования справочной литературой и нормативной документацией для выбора основных промышленных, а также новых перспективных материалов и эффективных методов их использования в зависимости от условий их применения.

Учебное пособие поможет будущим инженерно-техническим работникам увязать свои теоретические знания с практической работой и облегчит понимание специальной литературы по материаловедению, а специалистам, имеющим практический опыт работы, будет способствовать обновлению теоретических знаний.

Содержание дисциплины базируется на знании общетехнических дисциплин: химии, физики, термодинамики, физической химии, а также большого числа специальных дисциплин.

Основу учебного пособия составляют труды Ю.А. Геллера, Ю.М.Лахтина, М.Е. Дрица, В.П.Леонтьева, М.Смита, М. Хансена, Н.Ф.Болховитинова, Б.Н.Арзамасова, Г.П. Фетисова и др. в области теории и практики использования различных металлов и сплавов, материалов из органических и нерганических минеральных веществ, полимерных, полупроводниковых, нанокристаллических, пленкообразующих и смазочных материалов.

Содержание учебного пособия полностью отражает учебную программу курса «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государ­ственным образовательным стандартом по 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».

Пособие может быть использовано студентами, аспирантами и преподавателями инженерно-технических специальностей.

 

Основные понятия

Вещество – вид материи, совокупность дискретных образований (атомы, молекулы и то, что из них построено), обладающих массой покоя.

В зависимости от стадии своего жизненного цикла вещество рассматривается как сырье, материал или изделие.

Сырье – вещество, предназначенное для дальнейшей переработки.

Материал – вещество, предназначенное для изготовления чего-нибудь. В производственных процессах материалы рассматривают в зависимости от их роли как основные и вспомогательные.

Материалы основные– это материалы, которые непосредственно расходуются на изготовление продукции и составляют ее главное вещественное содержание. На предприятиях горнодобывающей промышленности к основным материалам по существу относятся только материалы, затрачиваемые на производство запасных частей, металлических изделий, тары и т.д. Принципиальное отличие горного дела от других отраслей заключается в том, что основным материалом для него являются полезные ископаемые.

Материалы вспомогательные— материалы, применяемые для производства, но не входящие в состав продукции. На горных предприятиях к вспомогательным относятся почти все потребляемые материалы (взрывчатые вещества, лесные материалы, смазочные масла, топлива и др.).

Изделие (продукция) – конечный результат человеческого труда.

Состав материала— количественная характеристика содержания в нем компонентов. Составы различают по природе компонентов. Так, рассматривают химический, минеральный и другие составы.

Химический состав– количественная характеристика содержания в нем химических элементов или их соединений (например, оксидов).

Минеральный состав– количественная характеристика содержания минералов в каменном материале.

Минераломназывают природное тело, однородное по химическому со­ставу и физическим свойствам. Минерал является продуктом физико-химических процессов, происходящих в земной коре.

Строение материала – совокупность устойчивых связей веще­ства, обеспечивающих его целостность и тождественность самому се­бе, то есть сохранение основных свойств.

Структура материала– форма, размеры и характер взаимно­го расположения образующих его компонентов.

Свойство материала– признак, составляющий его отличи­тельную особенность.

 

Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования, применения или эксплуатации

Возможность использования материала определяется его со­ставом, строением, структурой и, следовательно, свойствами. При этом требования, предъявляемые к материалам в промышленности в зависимости от условий их использования, эксплуатации или потреб­ления, определяются понятием «качество материала».

Качество материала–совокупность его свойств, обусловли­вающих пригодность удовлетворять определенные потребности в со­ответствии с его назначением.

Во всех странах задача обеспечения качества, в том числе про­дукции, имеет важнейшее значение и рассматривается на государст­венном уровне. Существуют следующие виды обеспечения качества: научное, организационное, нормативно-техническое, метрологическое, информационное, правовое, материально-техническое. Материаловедение дает возможность научного обеспечения качества веществ и материалов.

Организационное обеспечение решается органами Госстандар­та России, в задачи которого входит руководство такими органами, как Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.

Стандартные образцы веществ и материалов – осязаемые объекты. Во многих случаях это прототипы либо образцы коммерче­ских материалов – цемента, стали, стекла с аттестованным составом. Иногда это природные вещества, например, горные породы, почва или ткани растений.

Изначально стандартные образцы веществ и материалов применялись для контроля качества в промышленности, особенно в отраслях, связанных с метал­лообработкой. В ряде случаев стандартные образцы веществ и материалов помо­гали заключению торговых сделок. Пример такого рода – продажа железной ру­ды, количество которой исчисляется миллионами тонн, а цена прямо связана с содержанием железа. Отклонение концентрации железа в руде примерно на 0,1 % увеличивает или уменьшает стоимость груза крупного рудовоза на тысячи у.е. Надежные измерения химического состава стандартных образ­цов веществ и материалов способствуют принятию важных решений для случаев:

- определения пригодных материалов и готовой продукции для производств, где химический состав продукции регламентирован;

- контроля состояния здоровья и профилактики болезней, на­пример при профессиональных заболеваниях;

- выявления возможности нарушения закона, например, при анализе выхлопных газов автомобилей и сравнении результатов со стандартными образцами;

- установления совершения преступления при судебной экспертизе.

Для регистрации стандартных образцов состава и свойств ве­ществ и материалов, типы которых признаны в качестве межгосудар­ственного стандартного образца (МСО) стран СНГ, предназначен Реестр МСО. Он является источником официальной информации о результатах создания и признания типов МСО.

Создание стандартных образцов веществ и материалов – дело дорогостоящее и к тому же требует широких технических знаний и большого опыта. Разработка новых стандартных образцов веществ и материалов почти всецело определяется рыночным спросом.

В мире 20 тыс. стандартных образцов веществ и материалов. Компьютерный банк данных «Кодекс образцовых веществ» (CO-MAR) содержит информацию о 12 тыс. стандартных образцов ве­ществ и материалов из 20 стран. В базу данных включены: название и общее описание вещества, название и адрес изготовителя, форма ве­щества, аттестованные свойства, их значения и область применения. Центры кодирования CO-MAR действуют в 14 странах. Необходимую информацию можно получить на Web-сайте и в центральном секре­тариате COMAR.

Нормативно-техническое и метрологическое обеспечение каче­ства также решается государственной системой стандартизации на основе систем стандартов, среди которых:

- государственная система стандартизации (ГСС);

- система показателей качества (СПК);

- государственная система обеспечения требуемой точности и единства измерений (ГСИ);

- государственная система стандартных справочных данных (ГСССД) и др.

ГСИ и ГС ССД используют образцовые вещества и химические эталоны, что формирует основу единства измерений и обеспечивает точность результатов, калибровку оборудования, мониторинг лабо­раторий и методов оценки, а также способствует сличению методов при использовании этих веществ в качестве эталонов сравнения. Они должны быть четко маркированы, что позволяет проводить их одно­значную идентификацию со ссылкой на соответствующие сертифика­ты и другую документацию.

Обязательные требования к качеству продукции, в том числе веществ и материалов, базируются на показателях СПК. Они вклю­чены в государственные стандарты Российской Федерации – стан­дарты на продукцию, а именно:

стандарты общих технических условий, которые содержат об­щие требования к группам однородной продукции;

стандарты технических условий, которые содержат требова­ния к конкретной продукции.

Стандарт общих технических условий в общем случае содер­жит следующие разделы:

- классификацию, основные параметры и (или) размеры;

- общие технические требования;

- требования безопасности;

- требования охраны окружающей среды;

- методы контроля;

- правила приемки;

- транспортирование и хранение;

- указания по эксплуатации (ремонту, утилизации);

- гарантии изготовителя.

Номенклатуру, состав, содержание и наименование разделов (подразделов) определяют в соответствии с особенностями стандар­тизируемой продукции и характером предъявляемых к ней требований.

Стандарт технических условий устанавливает для одной или нескольких марок, сортов и т.п. продукции всесторонние требования, соблюдение которых должно обеспечиваться при производстве, по­ставке, потреблении (эксплуатации), ремонте и утилизации данной продукции.

Окончательная оценка пригодности тех или иных материалов для конкретного использования дается на основании натурных испы­таний, установленных требованиями государственных стандартов.

Задачи информационного обеспечения качества веществ и ма­териалов решает Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ Госстандарта России (ВНИЦ СМВ). ВНИЦ СМВ располага­ет информационным центром стандартов, который комплектуется таблицами рекомендуемых и стандартных данных по свойствам ма­териалов и веществ, методиками ГС ССД, паспортами безопасности материалов и веществ, копиями аттестатов аккредитации органов по сертификации испытательных лабораторий (центров), государствен­ными реестрами и копиями сертификатов соответствия (безопасно­сти) на продукцию. Кроме того, в этом центре имеются авторские свидетельства об изобретении (разделы по материалам, веществам и методы их получения).

Правовое обеспечение качества гарантируется основными за­конами РФ и в первую очередь. Законом о защите прав потребителей.

Материально-техническое обеспечение качества определяется условиями производства и обращения материалов.

 



2015-12-15 2192 Обсуждений (0)
Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования, применения или эксплуатации 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: Общие требования, предъявляемые к материалам в зависимости от условий использования, применения или эксплуатации

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2192)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.008 сек.)