Ciência de materiais e tecnologia de materiais. Tecnologia de materiais de construção

Especialidade "Ciência e Tecnologia de Materiaismateriais "é uma das disciplinas mais importantes para quase todos os estudantes que estudam engenharia. A criação de novos desenvolvimentos que possam competir no mercado internacional não pode ser imaginada e implementada sem um profundo conhecimento sobre este assunto.

O estudo da variedade de várias matérias-primas e suaAs propriedades estão envolvidas no curso da ciência dos materiais. As várias propriedades dos materiais utilizados predetermem a amplitude de seu uso na engenharia. A estrutura interna da liga metálica ou composta afeta diretamente a qualidade do produto.

Propriedades básicas

Ciência dos Materiais e Tecnologia de EstruturasOs materiais indicam as quatro características mais importantes de qualquer metal ou liga. Em primeiro lugar, são características físicas e mecânicas que permitem prever as qualidades operacionais e tecnológicas de um futuro produto. A principal propriedade mecânica aqui é a força - afeta diretamente a indestrutibilidade dos produtos acabados sob a influência das cargas de trabalho. A doutrina da destruição e da força é um dos componentes mais importantes do curso básico "Ciência dos Materiais e Tecnologia dos Materiais". Esta ciência é a base teórica para a busca das ligas estruturais necessárias e componentes destinados ao fabrico de peças com as características de resistência necessárias. As características tecnológicas e operacionais permitem prever o comportamento do produto acabado sob cargas de trabalho e extremas, para calcular os limites de resistência e estimar a longevidade de todo o mecanismo.

Materiais Básicos

Nos últimos séculos, o material principalpara a criação de máquinas e mecanismos é metal. Portanto, a disciplina "ciência dos materiais" presta grande atenção à ciência do metal - a ciência dos metais e suas ligas. Os cientistas soviéticos fizeram um grande contributo para o seu desenvolvimento: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK e outros.

Objetivos da Ciência dos Materiais

Os fundamentos da ciência dos materiais são necessários para estudarfuturos engenheiros. Afinal, o objetivo principal de incorporar esta disciplina no curso de treinamento é ensinar os alunos de especialidades técnicas a fazer a escolha certa do material para os produtos projetados para prolongar o período de operação.

Alcançar este objetivo ajudará futuros engenheiros a resolver as seguintes tarefas:

• Avalie corretamente as propriedades técnicas de um material, analisando as condições de fabricação do produto e o período de operação.
• Possuir ideias científicas bem formadas sobre as possibilidades reais de melhorar as propriedades de um metal ou liga mudando sua estrutura.
• Esteja atento a todas as maneiras de endurecer materiais que possam garantir a durabilidade e o desempenho de ferramentas e produtos.
• Ter um conhecimento moderno dos principais grupos de materiais utilizados, as propriedades desses grupos e o campo de aplicação.

Conhecimento necessário

O curso "Ciência e Tecnologia de Materiaismateriais de construção "é concebido para os alunos que já compreendam e pode explicar o significado de características, tais como tensão, carga, plástico e estado de deformação elástica da matéria, os átomos da estrutura cristalina dos metais, os tipos de ligações químicas, as propriedades físicas de base de metais. Durante o estudo, os alunos recebem formação básica que eles terão de conquistar as disciplinas perfil. Naturalmente mais velho examina vários processos de produção e tecnologias, em que o importante papel desempenhado pela ciência dos materiais e tecnologia de materiais.

Com quem trabalhar?

Conhecimento de recursos de design e técnicascaracterísticas de metais e ligas são úteis para um tecnólogo, engenheiro ou designer trabalhando no campo de operação de máquinas e mecanismos modernos. Especialistas na área de tecnologia de novos materiais podem encontrar seu local de trabalho nos campos de construção de máquinas, automotivo, de aviação, energia e espaço. Recentemente, houve uma escassez de especialistas com diploma em "ciência de materiais e tecnologia de materiais" na indústria de defesa e no desenvolvimento de equipamentos de comunicação.

Desenvolvimento de Ciência dos Materiais

Como uma disciplina separada, a ciência dos materiais é um exemplo de uma ciência aplicada típica que explica a composição, estrutura e propriedades de vários metais e suas ligas sob diferentes condições.

Capacidade de extrair metal e produzir váriosas ligas foram adquiridas pelo homem durante o período da decomposição do sistema comunal primitivo. Mas, como uma ciência separada, a ciência de materiais e a tecnologia de materiais começaram a ser estudadas há pouco mais de 200 anos. O início do século XVIII é o período de descobertas do cientista francês-enciclopedista Reaumur, que primeiro tentou estudar a estrutura interna dos metais. Estudos semelhantes foram conduzidos pelo fabricante inglês Grignon, que em 1775 escreveu um breve relatório sobre a estrutura colunar que descobriu, que é formada quando o ferro se solidifica.

No Império Russo, os primeiros trabalhos científicos no campo da metalurgia pertenciam a MV Lomonosov, que em sua liderança tentou explicar brevemente a natureza de vários processos metalúrgicos.

Um grande avanço à frente da metalurgia feita emo início do século 19, quando novos métodos de investigação de vários materiais foram desenvolvidos. Em 1831, os trabalhos de PP Anosov mostraram a possibilidade de investigar metais sob um microscópio. Depois disso, vários cientistas de vários países comprovaram cientificamente transformações estruturais nos metais com seu resfriamento contínuo.

Cem anos depois, a era dos microscópios ópticosdeixou de existir. A tecnologia de materiais estruturais não poderia fazer novas descobertas, usando métodos ultrapassados. A ótica foi substituída por equipamentos eletrônicos. A ciência do metal começou a recorrer a métodos eletrônicos de observação, em particular, difração de nêutrons e difração de elétrons. Com a ajuda destas novas tecnologias, é possível aumentar as secções de metais e ligas até 1000 vezes, o que significa que há muito mais motivos para conclusões científicas.

Informação teórica sobre a estrutura dos materiais

No processo de estudo da disciplina, os alunos recebem conhecimentos teóricos sobre a estrutura interna de metais e ligas. No final do curso, as seguintes habilidades e hábitos devem ser obtidos pelos alunos:

• na estrutura cristalina interna de metais;
• sobre anisotropia e isotropia. O que determina essas propriedades e como elas podem ser influenciadas;
• em vários defeitos na estrutura de metais e ligas;
• Nos métodos de estudar a estrutura interna do material.

Aulas práticas na disciplina de ciência dos materiais

O Departamento de Ciência dos Materiais está disponível em todas as universidades técnicas. Durante o curso do curso, o aluno estuda os seguintes métodos e tecnologias:

• Noções básicas de metalurgia - história e métodos modernosobtenção de ligas de metais. Produção de aço e ferro fundido em altos-fornos modernos. A fundição do aço e ferro, métodos de melhoria da qualidade de produtos siderúrgicos. Classificação e marcação de aço, suas características técnicas e físicas. Fundição de metais ferrosos e suas ligas, alumínio, cobre, titânio, e outros metais não ferrosos. Aplicado com este equipamento.

• Os fundamentos da ciência dos materiais incluem o estudo da fundição, seu estado atual, esquemas tecnológicos gerais para obter peças fundidas.
• Teoria da deformação plástica, qual é a diferença entre a deformação a frio ea quente, o que é o endurecimento, a essência da estampagem a quente, os métodos de estampagem a frio, a faixa de aplicação dos materiais de estampagem.
• Forjamento: a essência deste processo e as operações básicas. O que é a produção de laminadores e onde é aplicado, quais equipamentos são necessários para laminação e estiramento. Como obter os produtos acabados para essas tecnologias e onde elas são usadas.
• Soldagem, suas características gerais e perspectivas de desenvolvimento, a classificação dos métodos de soldagem para diversos materiais. Processos físico-químicos de costuras de soldagem.
• Materiais compostos. Plásticos Métodos de obtenção, características gerais. Métodos de trabalho com materiais compósitos. Perspectivas de aplicação.

Desenvolvimento moderno da ciência dos materiais

Recentemente, a ciência dos materiais recebeuum poderoso impulso de desenvolvimento. A necessidade de novos materiais fez com que os cientistas pensassem em obter metais puros e ultrapuros, o trabalho está em andamento para criar várias matérias-primas de acordo com as características inicialmente calculadas. A moderna tecnologia de materiais estruturais sugere o uso de novas substâncias no lugar do metal padrão. Mais atenção é dada ao uso de plásticos, cerâmicas, materiais compósitos, que têm parâmetros de resistência que são compatíveis com os produtos de metal, mas não têm suas desvantagens.