Malzeme Bilimi ve Teknolojisi, makine mühendisliği okuyan hemen hemen tüm öğrenciler için en önemli disiplinlerden biridir. Uluslararası pazarda rekabet edebilecek yeni gelişmelerin yaratılması, bu konuda tam bir bilgi sahibi olmadan hayal etmek ve uygulamak imkansızdır.
Çeşitli hammadde çeşitlerini ve özelliklerini incelemek, malzeme biliminin dersidir. Kullanılan malzemelerin çeşitli özellikleri, mühendislikteki uygulama aralığını önceden belirler. Bir metal veya kompozit alaşımın iç yapısı, ürün kalitesini doğrudan etkiler.
Temel Özellikler
Malzeme Bilimi ve Yapısal Malzeme Teknolojisi, herhangi bir metal veya alaşımın en önemli dört özelliğini vurgular. Her şeyden önce, bunlar gelecekteki bir ürünün operasyonel ve teknolojik özelliklerini tahmin etmeyi mümkün kılan fiziksel ve mekanik özelliklerdir. Ana mekanik özellikişte güç - bitmiş ürünün iş yüklerinin etkisi altında yıkılmazlığını doğrudan etkiler. Yıkım ve güç doktrini, "malzeme bilimi ve teknolojisi" temel dersinin en önemli bileşenlerinden biridir. Bu bilim, istenen mukavemet özelliklerine sahip parçaların üretimi için doğru yapısal alaşımları ve bileşenleri bulmak için teorik temeli oluşturur. Teknolojik ve operasyonel özellikler, bitmiş ürünün çalışma ve aşırı yükler altındaki davranışını tahmin etmeyi, mukavemet sınırlarını hesaplamayı ve tüm mekanizmanın dayanıklılığını değerlendirmeyi mümkün kılar.
Ana Malzemeler
Son yüzyıllarda metal, makineler ve mekanizmalar oluşturmak için ana malzeme olmuştur. Bu nedenle, "malzeme bilimi" disiplini, metal bilimine - metaller ve alaşımları bilimi - büyük önem vermektedir. Sovyet bilim adamları tarafından gelişimine büyük katkı sağlandı: Anosov P. P., Kurnakov N. S., Chernov D. K. ve diğerleri.
Malzeme Bilimi Hedefleri
Malzeme biliminin temellerinin geleceğin mühendisleri tarafından incelenmesi gerekiyor. Ne de olsa bu disiplini müfredata almanın temel amacı, mühendislik öğrencilerine mühendislik ürünlerinin hizmet ömrünü uzatmak için doğru malzeme seçimini yapmayı öğretmektir.
Bu hedefe ulaşmak, geleceğin mühendislerinin aşağıdaki sorunları çözmesine yardımcı olacaktır:
- Üretim koşullarını analiz ederek bir malzemenin teknik özelliklerini doğru bir şekilde değerlendirinürün ve kullanım ömrü.
- Yapısını değiştirerek bir metalin veya alaşımın herhangi bir özelliğini iyileştirmenin gerçek olasılıkları hakkında iyi biçimlendirilmiş bilimsel fikirlere sahip olmak.
- Aletlerin ve ürünlerin dayanıklılığını ve performansını sağlayabilecek malzemeleri sertleştirmenin tüm yollarını öğrenin.
- Kullanılan ana malzeme grupları, bu grupların özellikleri ve kapsamı hakkında güncel bilgilere sahip olun.
Gerekli bilgi
"Malzeme Bilimi ve Yapısal Malzemelerin Teknolojisi" kursu, stres, yük, plastik ve elastik deformasyon, maddenin kümelenme durumu, atom- metallerin kristal yapısı, kimyasal bağ çeşitleri, metallerin temel fiziksel özellikleri. Çalışma sürecinde öğrenciler, profil disiplinlerini fethetmek için faydalı olacak temel eğitimden geçerler. Daha ileri düzey kurslar, malzeme bilimi ve teknolojisinin önemli bir rol oynadığı çeşitli üretim süreçlerini ve teknolojilerini kapsar.
Kim çalışıyor?
Metallerin ve alaşımların tasarım özellikleri ve teknik özellikleri hakkında bilgi, modern makine ve mekanizmaların çalışması alanında çalışan bir teknoloji uzmanı, mühendis veya tasarımcı için faydalı olacaktır. Yeni malzeme teknolojisi alanındaki uzmanlar, mühendislik, otomotiv, havacılık,enerji ve uzay endüstrisi. Son zamanlarda, savunma sanayiinde ve iletişim geliştirme alanında malzeme bilimi ve teknolojisi alanında diploma sahibi uzman sıkıntısı yaşandı.
Malzeme biliminin gelişimi
Ayrı bir disiplin olarak malzeme bilimi, çeşitli metallerin ve alaşımlarının farklı koşullar altında bileşimini, yapısını ve özelliklerini açıklayan tipik bir uygulamalı bilime örnektir.
Metal çıkarma ve çeşitli alaşımlar yapma yeteneği, bir kişi tarafından ilkel komünal sistemin ayrışma döneminde kazanıldı. Ancak ayrı bir bilim olarak malzeme bilimi ve malzeme teknolojisi 200 yıldan biraz daha uzun bir süre önce çalışılmaya başlandı. 18. yüzyılın başlangıcı, metallerin iç yapısını ilk kez incelemeye çalışan Fransız ansiklopedist Réaumur'un keşifler dönemidir. Benzer çalışmalar, 1775'te demirin katılaşması sırasında oluşan sütunlu yapı hakkında kısa bir rapor yazan İngiliz üretici Grignon tarafından yapılmıştır.
Rus İmparatorluğu'nda metalurji alanındaki ilk bilimsel çalışmalar, kılavuzunda çeşitli metalurjik süreçlerin özünü kısaca açıklamaya çalışan M. V. Lomonosov'a aitti.
Metal bilimi, çeşitli malzemeleri incelemek için yeni yöntemlerin geliştirildiği 19. yüzyılın başında büyük bir sıçrama yaptı. 1831'de P. P. Anosov'un çalışmaları, metalleri mikroskop altında inceleme olasılığını gösterdi. Bundan sonra, birkaç ülkeden birkaç bilim adamı bilimsel olarak kanıtladısürekli soğumaları sırasında metallerde yapısal dönüşümler.
Yüz yıl sonra, optik mikroskoplar çağı sona erdi. Yapı malzemeleri teknolojisi, modası geçmiş yöntemlerle yeni keşifler yapamazdı. Optiklerin yerini elektronikler aldı. Metal bilimi, özellikle nötron kırınımı ve elektron kırınımı olmak üzere elektronik gözlem yöntemlerine başvurmaya başladı. Bu yeni teknolojilerin yardımıyla metallerin ve alaşımların kesitlerini 1000 kata kadar artırmak mümkün, bu da bilimsel sonuçlara varmak için çok daha fazla zemin olduğu anlamına geliyor.
Malzemelerin yapısı hakkında teorik bilgiler
Disiplini çalışma sürecinde öğrenciler metallerin ve alaşımların iç yapısı hakkında teorik bilgi edinirler. Kursun sonunda öğrenciler aşağıdaki beceri ve yetenekleri kazanmış olmalıdır:
- metallerin iç kristal yapısı hakkında;
- anizotropi ve izotropi hakkında. Bu özelliklere ne sebep olur ve nasıl etkilenebilir;
- metallerin ve alaşımların yapısındaki çeşitli kusurlar hakkında;
- malzemenin iç yapısını inceleme yöntemleri hakkında.
Malzeme bilimi disiplininde uygulamalı çalışmalar
Malzeme bilimi bölümü her teknik üniversitede mevcuttur. Belirli bir kurs süresince, öğrenci aşağıdaki yöntem ve teknolojileri inceler:
Metalurjinin temelleri - metal alaşımları üretmenin tarihi ve modern yöntemleri. Modern yüksek fırınlarda çelik ve demir üretimi. Çelik ve dökme demirin dökülmesi, ürün kalitesini iyileştirme yöntemlerimetalurjik üretim. Çeliğin sınıflandırılması ve işaretlenmesi, teknik ve fiziksel özellikleri. Demir dışı metallerin ve alaşımlarının eritilmesi, alüminyum, bakır, titanyum ve diğer demir dışı metallerin üretimi. Kullanılan ekipman
- Malzeme biliminin temelleri dökümhane üretimi, mevcut durumu, döküm üretimi için genel teknolojik şemaların incelenmesini içerir.
- Plastik deformasyon teorisi, soğuk ve sıcak deformasyon arasındaki fark nedir, iş sertleştirme nedir, sıcak damgalamanın özü, soğuk damgalama yöntemleri, damgalama malzemelerinin uygulama alanları.
- Dövme: Bu sürecin özü ve ana işlemler. Haddeleme ürünleri nedir ve nerede kullanılır, haddeleme ve çekme için hangi ekipmanlar gereklidir. Bu teknolojiler kullanılarak bitmiş ürünler nasıl elde edilir ve nerede kullanılır.
- Kaynak üretimi, genel özellikleri ve gelişme beklentileri, çeşitli malzemeler için kaynak yöntemlerinin sınıflandırılması. Kaynak elde etmek için fiziko-kimyasal işlemler.
- Kompozit malzemeler. Plastikler. Elde etme yöntemleri, genel özellikler. Kompozit malzemelerle çalışma yöntemleri. Uygulama beklentileri.
Malzeme biliminin modern gelişimi
Son zamanlarda, malzeme bilimi gelişme için güçlü bir ivme kazandı. Yeni malzemelere duyulan ihtiyaç, bilim adamlarını saf ve ultra saf metaller elde etmeyi düşündürdü, oluşturmak için çalışmalar devam ediyor.başlangıçta hesaplanan özelliklere göre çeşitli hammaddeler. Modern yapı malzemeleri teknolojisi, standart metal olanlar yerine yeni maddelerin kullanılmasını önermektedir. Mukavemet parametreleri metal ürünlerle uyumlu ancak dezavantajları olmayan plastik, seramik, kompozit malzemelerin kullanımına daha fazla özen gösterilmektedir.
