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

Материаловедение − это 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.