Презентация на тему Лекция 1. Предмет “ Основы Материаловедения”. Классификация конструкционных материалов

системе профессиональной подготовки студентов
Предмет «Основы материаловедения» изучает:
Виды

материалов: металлов, неметаллов.
Вещества, в состав которых входят изготовленные из КМ детали.
Структуру, строение и свойства материалов
Области применения материалов.

Материаловедение – наука, устанавливающая связь между составом, структурой и свойствами материалов и сплавов и изучающая закономерности их изменений при тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных воздействиях

материаловедения относится к профессиональному циклу дисциплин, в ходе изучения

которых формируются предметные компетенции у будущих бакалавров педагогического образования, инженеров.
2. Изучение учебной дисциплины «Основы материаловедения» закладывает необходимые профессиональные компетенции для преподавания в общеобразовательной школе соответствующих разделов программы образовательной области «Технология».
3. Способствует формированию технологической компетенции будущего бакалавра педагогического образования и инженера.
4. Дисциплина является пропедевтической по отношению к модулям "Машиноведения", "Современное производство« и позволяет успешно освоить эти и ряд специальных дисциплин.
5. Обеспечивает творческий подход к педагогической и инженерной деятельности, учит рационально выбирать материалы для решения различных практических задач в области трудовой и профессиональной деятельности людей.

-1765) – первый русский ученый – естествоиспы- татель мирового

значения, создал русскую научно-техническую терминологию.
П.П.Аносов (1799-1851) – заложил основы микроскопического анализа.
Д.К. Чернов (1839-1921) - разработал теоретические основы современного металловедения, заложил фундамент научных основ термической обработки;
Д.И.Менделеев (1834-1907)- открыл периодическую систему химических элементов

создал отечественную школу физико-химического анализа, российскую научную школу химиков

и металлургов.
А.А.Байков (1870-1946) советский металлург и химик, заложил основы «химии высоких температур», положил начало физико-химическому обоснованию ряда производственных процессов.
А.А.Бочвар (1902-1984) создал теорию эвтектической кристаллизации, а затем разработал технологию и внедрил в практику метод кристаллизации фасонных отливок под давлением.
Г.В.Курдюмов (1902 - 1996) внёс крупный вклад в развитие физического металловедения, физики пластической деформации, упрочнения и разупрочнения, легирования.
Зарубежные ученые: Б.Розебом (Голландия0, Р.Аустен (Англия), Ф.Осмонд (Франция), Г.Гоу (США0 и др.

жизни заставляли искать новые конструкционные материалы и технологии их

обработки.

На часах человеческой истории каменный век сменился веком медным, затем – бронзовым, далее – железным …..

Северная Америка, район Великих озер -сросток крупных медных глыб 400 тонн  следы каменных топоров

В первобытную эпоху использовали метеоритное железо.
Небесные камни (метеориты) Аральское море. > 1 мил. лет метеорит 400 м поперечнике. Кратер Ø > 6 км, h  750 м. Астероид: Fe и Ni: 1м3 Fe на15 лет, Ni на 1000 лет. 1895 г. Американский полярный исследователь Роберт Пири нашел во льдах Гренландии метеорит массой 34 тНьюЙорк. Юго-Западная Африка. 1920 г. Метеорит ”Гоба” 60 тонн.

История металлов

48 тонн

Американские и турецкие археологи. Верховья р. Тигр. Поселение

на 5 веков старше. Следы меди. и медной руды.

Наиболее древние из найденных золотых изделий изготовлены восемь тысяч лет назад.
К более позднему времени относят изделия из самородного серебра и меди

Первые изделия из рудного железа были получены около трех тысяч лет назад

1958 г. Турция. Англ. археол. Джемс Меллард на холме Чатал-Хююк (6500-5700до.н.э.) обнаружил медеплавильный шлак: бытовые приборы.

в 1586 г. 40 тонн (2400 пудов), длина–5,34м., калибр-890

мм., нар. диам. 1200 мм., заряд 480 кг. 1588 г.-медная пищаль-100 стволов, калибр 50 мм.

– механик франц. короля Жермин отказался. 1733 г. Иван

Федорович Маторин начал подготовку на Ивановской пл. Кремля в яме глубиной 10 м.. Его сын Михаил – 24.11.1735 г. произвел отливку колокола с 83 мастеровыми, а всего 200 человек. ; 4 плавильные печи, заливка 36 мин по 7 тонн сплава в мин. Диаметр наибольший 6,6 м. , высота 6,14 м. Вес: 201924 кг. (12327 пудов). Компоненты: 84,5% Cu; 13,21% Sn; 1,25% S; 72 кг Au; 525 кг. Ag. Масса осколка – 123 кг.

химические, механические, технологические свойства конструкционных материалов.
Цвет, плотность, электропроводность,

теплопроводность, магнитность, температура плавления, теплоёмкость конструкционных материалов.
Обрабатываемость конструкционных материалов.
Испытания конструкционных материалов.

материалы – это исходные вещества для производства различной продукции.
Различают:

сырье, подлежащее дальнейшей переработке (Железные руды, нефть, газ и пр.)
полуфабрикат - переработанный материал, прошедший несколько стадий обработки, для того чтобы стать изделием, годным к потреблению.
Конструкционные материалы – это материалы, применяемые для изготовления конструкций (деталей машин: гайки, болты, валы и т.д., сооружений, зданий, приборов) и воспринимающие силовую нагрузку.

95 % конструкционных и инструментальных материалов состоят из железа.

(ионы) в них расположены закономерно.
Неметаллы – аморфные вещества, в

них атомы расположены хаотично.
Сплавы металлов – сложные вещества, в состав которых может входить несколько элементов – металлов.
Металловедение – наука изучающая строение и свойство металлов и их сплавов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами, а также разрабатывающая технологии воздействия на свойства с целью их улучшения.
Железные металлы: железо, кобальт, никель, марганец.
Тугоплавкие металлы – их температура плавления выше 1539°С.
Урановые металлы –преимущественно применяются в сплавах для атомной энергетики (торий, уран, плутоний)
Редкоземельные металлы – лантан, церий, неодим, празеодим и др.
Щелочно-земельные металлы в свободном металлическом состоянии не применяются, за редким исключением в атомных реакторах (литий, натрий, барий и др.)

1.3. Основные понятия и определения

магний, алюминий, обладающие малой плотностью.
Благородные металлы – серебро, золото,

платина, палладий и др.
Лекгоплавкие металлы - цинк, ртуть, олово, свинец, сурьма и др.

По степени очистки:
Технически чистые металлы – содержание примесей до 0,1 …0,5%.
Химически чистые – содержащие примесей 0,01 …0,1%
Сверхчистые (ультрачистые) – менее 0, 001%

Свойства – признаки, по которым различают вещества.

1.3. Основные понятия и определения

характеризуются вполне определенными числовыми значениями – «физическими постоянными». Например,

алюминий – плотность – 2,7 г/см³, температура плавления 660º С и т.д.

Механические свойства металлов и сплавов – способность сопротивляться деформациям (изменению формы и размеров) под действием внешних нагрузок. Оцениваются численным значением напряжения (мера внутренних сил, возникающих в образце под влиянием внешних нагрузок).

Химические свойства характеризуются способностью металлов взаимодействовать с внешней средой и окисляться.

Технологические свойства характеризуются способностью металлов и сплавов подвергаться различным видам технологической обработки.

его сплавы
Медь и ее сплавы
Магний и его сплавы
Титан и

его сплавы

Никель и его сплавы

Волокнистые

Порошковые

Слоистые

Дисперсно упрочненные

Кирпич

Цемент

Древесные

Бетон

Керамика

Камень

Полимеры – высокомолекулярные соединения

Природные

Синтетические

Органические

Неорганические

Линейные

Развернутые

Сетчатые

Термопласты

Реактопласты

Строительные материалы

Изоляционные
материалы

Текстильные

Картон

Резина

Эбонит

Лакокрасочные

Защитные покр

Бумажные

и др.

атомы (ионы) в них
расположены закономерно
1.5. Свойства конструкционных

материалов и методы их определения

4.1. Основные свойства металлов и сплавов

являются статическое растяжение, динамические испытания, испытания на твердость.

Статическое нагружение

– характеризуется медленным возрастанием нагрузки от нуля до некоторого максимального значения. В зависимости от характера действия внешних сил различают прочность на: растяжение (разрыв), сжатие, кручение, изгиб, ползучесть, усталость и сдвиг.
Динамическое нагружение – кратковременное (ударное) приложение нагрузки. (ударная вязкость, вязкость разрушения).
На практике твердость образца определяют на приборах Бриннеля (НВ), Роквелла (НRC) и Виккерса (HV).

Технологические свойства определяют с помощью специальных проб: на выдавливание, на перегиб, на осадку, пробы труб на сплющивание, бортование и пр.

условия поставки
Условия транспортировки и хранения
Стоимость
Дефицитность
Используемость отходов
Утилизация

из какого материала они выполнены. Перечислите их основные свойства

и попробуйте оценить в каждом случае используемые ресурсы: материал, энергия, производство, а также отходы, воздействие на окружающую среду.
Попробуйте подготовить сообщение для старшеклассников на тему: «Конструкционные материалы XXI века».
Составьте кроссворд (не менее 13 вопросов) по изученной теме.
Желаю успехов на ниве просвещения!