www.wikidata.uk-ua.nina.az

Металознавство Металозна вство наука що вивчає атомно кристалічну будову металів та сплавів і взаємозв язок між їх хіміч

Металознавство

Металозна́вство — наука, що вивчає атомно-кристалічну будову металів та сплавів і взаємозв'язок між їх хімічним складом, внутрішньою будовою й властивостями та їх зміни від теплового, хімічного, механічного, електромагнітного і радіоактивного впливу. Метою металознавства є відшукання оптимального складу, методів одержання і обробки металів (сплавів) з певним комплексом властивостей. Сучасне металознавство розглядається як наукова основа металургії та як один з найважливіших розділів матеріалознавства. Воно базується на хімії, фізиці, кристалографії і має великий вплив на розвиток інженерних дисциплін. Ґрунтується на теоретичному та експериментальному вивченні фізики металів, хіміко-структурних методах аналізу твердого тіла, а також на термодинамічних і термокінетичних концепціях.

Походження терміну «металознавство» Редагувати

В українську термінологію термін «металознавство» впровадив на початку 30-х років український вчений-металознавець Іван Фещенко-Чопівський. А взорувався він на німецькому терміні «metallkunde», введеному в німецьку термінологію Яном Чохральським, польським хіміком і металознавцем, який закінчив навчання в Берлінському технічному університеті й працював на той час в Німеччині. Пізніше, коли Іван Фещенко-Чопівський змушений був емігрувати в Польщу, де працював спочатку в Варшавський політехніці, а пізніше організовував кафедру металографії й термічної обробки (згодом перейменовану в кафедру металознавства й термічної обробки) в Гірничо-металургійної академії в Кракові, він запровадив аналогічний співзвучний термін «metaloznawstwo» в польську термінологію Прижився цей термін і в російській науці — «металловедение».

У 1930—1936 роках професор Фещенко-Чопівський видав фундаментальний тритомний підручник «Metaloznawstwo», який став базовим для підготовки польських металознавців на багато наступних десятиліть.

Натомість в англо-саксонських країнах з ініціативи Вальтера Розенгайна, австралійського металознавця в 1914 році цю науку назвали «фізична металургія» (physical metallurgy). Аналогічно у Франції цей термін адаптували в «metallurgie physique».

Металознавство умовно можна поділити на теоретичне і практичне.

Теоретичне металознавство Редагувати

Теоретичне металознавство вивчає природу металів і сплавів, закони, за якими змінюються властивості і будова сплавів (стопів) у залежності від складу, а також від теплового, хімічного або механічного впливів. Знання теоретичних засад металознавства дає змогу глибше зрозуміти процеси ливарного та зварювального виробництв, обробки металів тиском і різанням.

Основні розділи теоретичного металознавства, зміст якого значною мірою пов'язаний з металофізикою:

  • теорія металевого стану і фізичних властивостей металів і сплавів;
  • кристалізація;
  • фазові рівноваги в металах і сплавах;
  • дифузія в металах і сплавах;
  • фазові перетворення в твердому стані;
  • фізична теорія процесів пластичної деформації, зміцнення, руйнування і рекристалізації.

Металознавство як наука займається вивченням структури металів та їх сплавів, яка складається із кристалітів (зерен або кристалів неправильної форми). Всередині кристалітів можуть бути присутніми частинки інших фаз (наприклад, структура білого чавуну може складатись із зерен аустеніту із вкрапленнями фази цементиту). Кожен тип зерен або частинок становить термодинамічну фазу, що має свій хімічний склад і тип кристалічної ґратки. У сплавах можуть бути присутніми фази зі структурою металу, інтерметаліди або сполуки типу «метал-неметал» (бориди, карбіди, нітриди тощо). Метал може містити у своїй кристалічні ґратці певну кількість інших елементів з утворенням твердого розчину заміщення або проникнення. Діаграми стану сплавів описують температурну залежність фазових перетворень від складу сплаву. Кінетику перетворень вивчають по залежностях «температура — час — кількість нової фази».

Для вивчення структур з розміром елементів понад 1 мкм застосовують світлові мікроскопи; для структур розміром від 1 нм — атомно-силові, тунельні, електронні мікроскопи, а також іонні проектори. Фрактографія[en] (макро- і мікроскопія поверхні зламу) використовується для аналізу процесів руйнування та діагностування експлуатаційних ушкоджень та руйнувань, технологічних дефектів металевих матеріалів. Параметри ґратки та об'ємну частку фаз вимірюють з використанням методів рентгенографії, характер зв'язку у сполуках — мессбауерівської спектроскопії та спектроскопії розсіювання нейтронів. Хімічний склад елементів структури виявляють локальним спектральним аналізом.

Практичне (технічне) металознавство Редагувати

Практичне (технічне) металознавство дає можливість вибирати металеві матеріали для певних цілей, ґрунтуючись на їхніх фізичних (електричних, магнітних, теплових), хімічних (здатності до окиснення, що приводить до формування поверхневих плівок чи виникнення корозійних мікродефектів тощо), механічних (твердості, пружності, опору пластичному деформуванню та поширенню тріщин, холодноламкості, жароміцності тощо) а також, технологічних (ливарних, здатності до оброблення тиском, зварюваності, оброблюваності різанням тощо) та експлуатаційних властивостях, котрі у свою чергу є також об'єктом вивчення металознавства. Основним змістом прикладного металознавства є вивчення складу, структури, процесів обробки і властивостей різних конкретних класів металевих матеріалів (наприклад, залізовуглецевих сплавів, конструкційної сталі, неіржавної сталі, жароміцних сплавів, алюмінієвих сплавів, магнієвих сплавів, металокераміки). У зв'язку з розвитком нових галузей техніки виникли завдання вивчення поведінки металів та їх сплавів в умовах радіаційного опромінення, низьких температур, високих тисків тощо.

Для зміни струк­ту­ри та властивостей металевих матеріалів у потрібному напрямку застосовують термічне оброблення. Пере­творення у цик­лах «на­грівання — витримування — охолодження» при загартуванні, відпуску, відпалі тощо формують у матеріалі необхідну структуру. Для кожно­го кон­крет­но­го виробу, залежно від розмірів, режими термічного оброблення проектують, керуючись законами теплопередавання та діаграмами перетворень відповідного сплаву. Крім термічного оброблення застосовують також термомеханічне (поєднання нагрівання й деформування) та хіміко-тер­мічне (поєднання нагрівання та хімічного впливу) оброблення.

Примітки Редагувати

  1. Maciej Władysław Grabski. Istota inżynierii materiałowej. Warszawa: Oficyna Wzdawnicza Politechniki Warszawskiej, 1995. -132 s.
  2. Dr. Inż. I. Feszczenko-Czopiwski. Metaloznawstwo. 3 częśći. Wydawnictwo Państwowych Wytwórni Uzbrojenia w Warszawie, 1930, 1934, 1936.
  3. Walter Rosenhain. An Introduction to the Study of Physical Metallurgy, 1914

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

  • Бялік О. М. Металознавство: Підручник / О. М. Бялік, В. С. Черненко, В. М. Писаренко, Ю. Н. Москаленко. — 2-ге вид., перероб. і доп. — К.: Політехніка, 2006. — 384 с. ISBN 966-622-090-3
  • Матеріалознавство. 1. Основи виробництва конструкційних матеріалів та металознавство: Навчальний посібник для вузів / В. І. Большаков, А. М. Лук'янськова, Л. І. Котова. — К. : [б. в.], 1993. — 238 с.
  • Металознавство високотемпературної технології нерознімних з'єднань: монографія / В. М. Радзієвський, А. Ф. Будник, В. Б. Юскаєв, Сум. держ. ун-т; Відп. за вип. А. Ф. Будник.– Суми: Сум. держ. ун-т, 2011.– 254 с. : іл.– 300 пр. — Бібліогр.: с. 241—254 .– ISBN 978-966-657-395-0
  • Металознавство і зварювання: навч. посіб. для студ. усіх спец. напряму підготовки 6.060101 «Будівництво» / В. М. Гарнець, Я. Ю. Лобков, Київ. нац. ун-т буд-ва і архіт. — К. : КНУБА, 2012. — 130 с.
  • Металознавство і термічна обробка зварних з'єднань: курс лекцій для студ. спец. 7.092301 «Технологія і устаткування зварювання» ден. і заоч. форм навчання / Л. В. Плеханова; В.о. Донбас. держ. машинобуд. акад..– Краматорськ: ДДМА, 2009.– 120 с.– 40 пр. — ISBN 966-379-321-4
  • Металознавство та термічна обробка металів: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. / О. А. Кузін, Р. А. Яцюк; Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Афіша, 2002. — 304 c. — Бібліогр.: с. 299—300.
  • Металознавство та термічна обробка чорних та кольорових металів: підруч. для студ. вузів / Борис Петрович Середа; В.о. Запоріз. держ. інженерна акад..– Запоріжжя: ЗДІА, 2008.– 302 с.– 300 пр.– Бібліогр.: с. 300—301 . — ISBN 966-84620-5-0
  • Кузьмин Б. А. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы [Текст]: учебн. для мех. и машиностроительных техникумов / Кузьмин Б. А., Самохоцкий А. И. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1984. — 256 с.

Посилання Редагувати

Це незавершена стаття з науки.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Metalozna vstvo nauka sho vivchaye atomno kristalichnu budovu metaliv ta splaviv i vzayemozv yazok mizh yih himichnim skladom vnutrishnoyu budovoyu j vlastivostyami ta yih zmini vid teplovogo himichnogo mehanichnogo elektromagnitnogo i radioaktivnogo vplivu Metoyu metaloznavstva ye vidshukannya optimalnogo skladu metodiv oderzhannya i obrobki metaliv splaviv z pevnim kompleksom vlastivostej Suchasne metaloznavstvo rozglyadayetsya yak naukova osnova metalurgiyi ta yak odin z najvazhlivishih rozdiliv materialoznavstva Vono bazuyetsya na himiyi fizici kristalografiyi i maye velikij vpliv na rozvitok inzhenernih disciplin Gruntuyetsya na teoretichnomu ta eksperimentalnomu vivchenni fiziki metaliv himiko strukturnih metodah analizu tverdogo tila a takozh na termodinamichnih i termokinetichnih koncepciyah Zmist 1 Pohodzhennya terminu metaloznavstvo 2 Teoretichne metaloznavstvo 3 Praktichne tehnichne metaloznavstvo 4 Primitki 5 Div takozh 6 Dzherela 7 PosilannyaPohodzhennya terminu metaloznavstvo RedaguvatiV ukrayinsku terminologiyu termin metaloznavstvo vprovadiv na pochatku 30 h rokiv ukrayinskij vchenij metaloznavec Ivan Feshenko Chopivskij A vzoruvavsya vin na nimeckomu termini metallkunde vvedenomu v nimecku terminologiyu Yanom Chohralskim polskim himikom i metaloznavcem yakij zakinchiv navchannya v Berlinskomu tehnichnomu universiteti j pracyuvav na toj chas v Nimechchini Piznishe koli Ivan Feshenko Chopivskij zmushenij buv emigruvati v Polshu de pracyuvav spochatku v Varshavskij politehnici a piznishe organizovuvav kafedru metalografiyi j termichnoyi obrobki zgodom perejmenovanu v kafedru metaloznavstva j termichnoyi obrobki v Girnicho metalurgijnoyi akademiyi v Krakovi vin zaprovadiv analogichnij spivzvuchnij termin metaloznawstwo v polsku terminologiyu 1 Prizhivsya cej termin i v rosijskij nauci metallovedenie U 1930 1936 rokah profesor Feshenko Chopivskij vidav fundamentalnij tritomnij pidruchnik Metaloznawstwo yakij stav bazovim dlya pidgotovki polskih metaloznavciv na bagato nastupnih desyatilit 2 Natomist v anglo saksonskih krayinah z iniciativi Valtera Rozengajna avstralijskogo metaloznavcya v 1914 roci cyu nauku nazvali fizichna metalurgiya physical metallurgy 3 Analogichno u Franciyi cej termin adaptuvali v metallurgie physique Metaloznavstvo umovno mozhna podiliti na teoretichne i praktichne Teoretichne metaloznavstvo RedaguvatiTeoretichne metaloznavstvo vivchaye prirodu metaliv i splaviv zakoni za yakimi zminyuyutsya vlastivosti i budova splaviv stopiv u zalezhnosti vid skladu a takozh vid teplovogo himichnogo abo mehanichnogo vpliviv Znannya teoretichnih zasad metaloznavstva daye zmogu glibshe zrozumiti procesi livarnogo ta zvaryuvalnogo virobnictv obrobki metaliv tiskom i rizannyam Osnovni rozdili teoretichnogo metaloznavstva zmist yakogo znachnoyu miroyu pov yazanij z metalofizikoyu teoriya metalevogo stanu i fizichnih vlastivostej metaliv i splaviv kristalizaciya fazovi rivnovagi v metalah i splavah difuziya v metalah i splavah fazovi peretvorennya v tverdomu stani fizichna teoriya procesiv plastichnoyi deformaciyi zmicnennya rujnuvannya i rekristalizaciyi Metaloznavstvo yak nauka zajmayetsya vivchennyam strukturi metaliv ta yih splaviv yaka skladayetsya iz kristalitiv zeren abo kristaliv nepravilnoyi formi Vseredini kristalitiv mozhut buti prisutnimi chastinki inshih faz napriklad struktura bilogo chavunu mozhe skladatis iz zeren austenitu iz vkraplennyami fazi cementitu Kozhen tip zeren abo chastinok stanovit termodinamichnu fazu sho maye svij himichnij sklad i tip kristalichnoyi gratki U splavah mozhut buti prisutnimi fazi zi strukturoyu metalu intermetalidi abo spoluki tipu metal nemetal boridi karbidi nitridi tosho Metal mozhe mistiti u svoyij kristalichni gratci pevnu kilkist inshih elementiv z utvorennyam tverdogo rozchinu zamishennya abo proniknennya Diagrami stanu splaviv opisuyut temperaturnu zalezhnist fazovih peretvoren vid skladu splavu Kinetiku peretvoren vivchayut po zalezhnostyah temperatura chas kilkist novoyi fazi Dlya vivchennya struktur z rozmirom elementiv ponad 1 mkm zastosovuyut svitlovi mikroskopi dlya struktur rozmirom vid 1 nm atomno silovi tunelni elektronni mikroskopi a takozh ionni proektori Fraktografiya en makro i mikroskopiya poverhni zlamu vikoristovuyetsya dlya analizu procesiv rujnuvannya ta diagnostuvannya ekspluatacijnih ushkodzhen ta rujnuvan tehnologichnih defektiv metalevih materialiv Parametri gratki ta ob yemnu chastku faz vimiryuyut z vikoristannyam metodiv rentgenografiyi harakter zv yazku u spolukah messbauerivskoyi spektroskopiyi ta spektroskopiyi rozsiyuvannya nejtroniv Himichnij sklad elementiv strukturi viyavlyayut lokalnim spektralnim analizom Praktichne tehnichne metaloznavstvo RedaguvatiPraktichne tehnichne metaloznavstvo daye mozhlivist vibirati metalevi materiali dlya pevnih cilej gruntuyuchis na yihnih fizichnih elektrichnih magnitnih teplovih himichnih zdatnosti do okisnennya sho privodit do formuvannya poverhnevih plivok chi viniknennya korozijnih mikrodefektiv tosho mehanichnih tverdosti pruzhnosti oporu plastichnomu deformuvannyu ta poshirennyu trishin holodnolamkosti zharomicnosti tosho a takozh tehnologichnih livarnih zdatnosti do obroblennya tiskom zvaryuvanosti obroblyuvanosti rizannyam tosho ta ekspluatacijnih vlastivostyah kotri u svoyu chergu ye takozh ob yektom vivchennya metaloznavstva Osnovnim zmistom prikladnogo metaloznavstva ye vivchennya skladu strukturi procesiv obrobki i vlastivostej riznih konkretnih klasiv metalevih materialiv napriklad zalizovuglecevih splaviv konstrukcijnoyi stali neirzhavnoyi stali zharomicnih splaviv alyuminiyevih splaviv magniyevih splaviv metalokeramiki U zv yazku z rozvitkom novih galuzej tehniki vinikli zavdannya vivchennya povedinki metaliv ta yih splaviv v umovah radiacijnogo oprominennya nizkih temperatur visokih tiskiv tosho Dlya zmini struk tu ri ta vlastivostej metalevih materialiv u potribnomu napryamku zastosovuyut termichne obroblennya Pere tvorennya u cik lah na grivannya vitrimuvannya oholodzhennya pri zagartuvanni vidpusku vidpali tosho formuyut u materiali neobhidnu strukturu Dlya kozhno go kon kret no go virobu zalezhno vid rozmiriv rezhimi termichnogo obroblennya proektuyut keruyuchis zakonami teploperedavannya ta diagramami peretvoren vidpovidnogo splavu Krim termichnogo obroblennya zastosovuyut takozh termomehanichne poyednannya nagrivannya j deformuvannya ta himiko ter michne poyednannya nagrivannya ta himichnogo vplivu obroblennya Primitki Redaguvati Maciej Wladyslaw Grabski Istota inzynierii materialowej Warszawa Oficyna Wzdawnicza Politechniki Warszawskiej 1995 132 s Dr Inz I Feszczenko Czopiwski Metaloznawstwo 3 czesci Wydawnictwo Panstwowych Wytworni Uzbrojenia w Warszawie 1930 1934 1936 Walter Rosenhain An Introduction to the Study of Physical Metallurgy 1914Div takozh RedaguvatiMaterialoznavstvo MetalurgiyaDzherela RedaguvatiByalik O M Metaloznavstvo Pidruchnik O M Byalik V S Chernenko V M Pisarenko Yu N Moskalenko 2 ge vid pererob i dop K Politehnika 2006 384 s ISBN 966 622 090 3 Materialoznavstvo 1 Osnovi virobnictva konstrukcijnih materialiv ta metaloznavstvo Navchalnij posibnik dlya vuziv V I Bolshakov A M Luk yanskova L I Kotova K b v 1993 238 s Metaloznavstvo visokotemperaturnoyi tehnologiyi neroznimnih z yednan monografiya V M Radziyevskij A F Budnik V B Yuskayev Sum derzh un t Vidp za vip A F Budnik Sumi Sum derzh un t 2011 254 s il 300 pr Bibliogr s 241 254 ISBN 978 966 657 395 0 Metaloznavstvo i zvaryuvannya navch posib dlya stud usih spec napryamu pidgotovki 6 060101 Budivnictvo V M Garnec Ya Yu Lobkov Kiyiv nac un t bud va i arhit K KNUBA 2012 130 s Metaloznavstvo i termichna obrobka zvarnih z yednan kurs lekcij dlya stud spec 7 092301 Tehnologiya i ustatkuvannya zvaryuvannya den i zaoch form navchannya L V Plehanova V o Donbas derzh mashinobud akad Kramatorsk DDMA 2009 120 s 40 pr ISBN 966 379 321 4 Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv Pidruch dlya stud vish navch zakl O A Kuzin R A Yacyuk Nac un t Lviv politehnika L Afisha 2002 304 c Bibliogr s 299 300 Metaloznavstvo ta termichna obrobka chornih ta kolorovih metaliv pidruch dlya stud vuziv Boris Petrovich Sereda V o Zaporiz derzh inzhenerna akad Zaporizhzhya ZDIA 2008 302 s 300 pr Bibliogr s 300 301 ISBN 966 84620 5 0 Kuzmin B A Metallurgiya metallovedenie i konstrukcionnye materialy Tekst uchebn dlya meh i mashinostroitelnyh tehnikumov Kuzmin B A Samohockij A I 3 e izd pererab i dop M Vysshaya shkola 1984 256 s Posilannya Redaguvati Metaloznavstvo Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Hizhnyak V G Metaloznavstvo Enciklopediya suchasnoyi Ukrayini red kol I M Dzyuba ta in NAN Ukrayini NTSh K Institut enciklopedichnih doslidzhen NAN Ukrayini 2018 T 20 Medichna Mikoyan 687 s ISBN 978 966 02 8346 6 URL https esu com ua article 66669 nbsp Ce nezavershena stattya z nauki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Metaloznavstvo amp oldid 40361287