Материалы, применяемые в машиностроении

металлы и сплавы.Все металлы условно разделены на черные и цветные.

К черным относят железо и его сплавы с углеродом:

1. Сталь (до 1,5% С),

2. Чугун (2,5 – 4,5% С),

3. Ферросплавы (Ферросилиций (до 2,5% С, 9 – 13% Si, ост. Fe),

4. Mn, Cr.

К цветным относят все остальные металлы и сплавы.

Около 65% цветных металлов – Cu, Al, Ti, Ni, Sn, Zn. и множество сплавов на их основе.

Технически чистые металлы имеют низкие прочностные свойства, поэтому в машиностроении применяют главным образом их сплавы.

Строение металла.Всякое вещество может находиться в трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном.

При этом переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при определенной температуре и сопровождается резким изменением свойств.

Установим отличие между газообразным, жидким и твердым состояниями.

В газах нет закономерного расположения атомов и молекул; они хаотически двигаются, отталкиваются одна от другой и газ стремится занять возможно больший объем.

В твердых телах атомы расположены закономерно, силы взаимного притяжения и отталкивания уравновешены, и тело сохраняет свою форму.

В жидкости атомы сохраняют только ближний порядок, т.е. в пространстве закономерно расположено небольшое количество атомов, а не атомы всего объема, как в твердом теле. Ближний порядок неустойчив: он то возникает, то исчезает под действием тепловых колебаний.

закономерное расположение частиц (атомов, молекул) в пространстве характеризует кристаллическое состояние.

Кристаллическое строение можно представить себе в виде пространственной решетки, в узлах которой расположены атомы (рис. 1).

рис. 1. Элементарная кристаллическая решетка

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ.Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Атомы в твердом металле расположены упорядочено и образуют кристаллические решетки (рис. 1.1). Расстояния между атомами называют параметрами решеток и измеряют в нанометрах. С повышением температуры или давления параметры решеток могут изменяться. Некоторые металлы в твердом состоянии в различных температурных интервалах приобретают различную кристаллическую решетку, что приводит к изменению их физико-химических свойств.