Лекція № 1: Вступ

Металознавство - наука, яка вивчає будову і властивості металів і встановлює зв'язок між їхнім складом, будовою і властивостями.

Приступаючи до вивчення предмета металознавство, насамперед варто відповісти на запитання, що таке метал? У хімії під металами розуміють визначену групу елементів, розташовану в лівій частині Періодичної системи Менделєєва.

У техніці під металами розуміють речовини, що володіють «металевим блиском», тією чи іншою мірою властивим усім металам, і пластичністю.

«Метали суть світлі тіла, що кувати можна». Це визначення металів, дане М. В. Ломоносов, не втратило свого наукового значення і тепер через 200 років. Цими властивостями володіють не тільки чисті елементи, наприклад: А1, Си, Ре і ін., але і більш складні речовини, до складу яких може входити кілька елементів — металів, часто з домішкою помітних кількостей елементів — неметалів. Такі речовини називаються металевими сплавами.

Крім металевого блиску і пластичності, усі метали мають високу електропровідність і теплопровідність. Застосування металів визначається його поширеністю -' в природі, а в історичному аспекті - розвитком техніки. Застосування металів почалося з Си, А§, Аи. Потім почали застосовувати метали, що відносно легко відновлюються (олово, свинець) чи їх досить багато в природі (Ре).

Більшість металів було відкрито в XIX столітті, хоча тоді вони не всі набули промислового застосування.

Видатним металургом XIX століття був Павло Петрович Аносов, що працював на Златоустівському заводі, так поставив виробництво клинкової сталі, що вона перевершила прославлену сталь дамаських майстрів. У 1831 р. Аносов першим застосував мікроскоп для дослідження металів. Крім того, він розробив принципово новий процес газової цементації, що є одним з найбільш прогресивних і продуктивних методів науглерожування сталі різних елементів.

Інженери А. С. Лаврів і Н. В. Калакуцький відкрили неоднорідність по складу і будові сталевих злитків і вивчили процес утворення раковин і внутрішніх напружень у сталі.

У середині XIX століття, коли сталеливарне виробництво почало розвиватися посиленими темпами і сталь почали застосовувати для відповідальних виробів (гарматні стволи й ін.), з'ясувалося, що властивості сталевих виробів виготовлених зі сталі однакового складу, виходять різними. В одних випадках сталевий виріб надійно працював, в інший - виріб зі сталі такого ж складу виявлявся зовсім непридатним. Причини цього були зовсім не ясні, що ставило під сумнів можливість подальшого розвитку виробництва зі сталі відповідальних деталей.

У цей період (1866 р.) почав свою роботу на обухівському заводі видатний російський вчений Дмитро Костянтинович Чернов.

Він вперше показав, що для сталі у твердому стані існують критичні температури (що одержали потім назву точок Чернова), при яких змінюється будова сталі, що призводить сталь до нового якісного стану. Ці критичні температури є орієнтирами для побудови правильних технологічних процесів теплової обробки, що забезпечують високу якість металевих виробів.

Тільки на основі відкриттів Чернова став можливим подальший технологічний прогрес у машинобудуванні. В усьому світі виробництво сталевих виробів (а в подальшому і виробів з інших сталей, сплавів) побудовано на наукових основах створених Д. К. Черновим. Він установив також дифузійний характер процесів, що відбуваються при термічній обробці, розкрив механізм кристалізації сплавів, створив з найбільш прогресивних методів загартування -ізотермічне загартування, указав на переваги кристалізації під тиском і відцентровим литтям і т.д.

Найбільшим науковим відкриттям, що має велике практичне значення, є періодичний закон Д.И.Менделєєва (1869 г). Цей діалектичний закон природи дозволяє металознавцям установлювати зв'язок між властивостями, складом і будовою металів і сплавів, передбачати зміну фізичних, хімічних, механічних властивостей елемента, взаємодії елементів у сплавах, характер фаз, що утворяться, і т.д.

Розвитку металознавства в XIX столітті так само сприяли роботи А.А. Байкова, А.А. Ржемотарского (Росія), Ф. Ослонда, А.Партвена (Франція), Г. Таммапа (Німеччина), Р.Аустена (Англія), Г.Хід (США) і ін.

Дата добавления: 2015-06-25