Science des matériaux et technologie des matériaux. Technologie des matériaux de construction

Spécialité "Science et technologie des matériaux"matériaux "est l'une des disciplines les plus importantes pour presque tous les étudiants qui étudient l'ingénierie. La création de nouveaux développements qui pourraient être compétitifs sur le marché international ne peut être imaginée et mise en œuvre sans une connaissance approfondie de ce sujet.

L'étude de l'assortiment de diverses matières premières et de sespropriétés est engagée dans le cours de la science des matériaux. Les différentes propriétés des matériaux utilisés prédéterminent la gamme de leur utilisation en ingénierie. La structure interne du métal ou de l'alliage composite affecte directement la qualité du produit.

Propriétés de base

Science des matériaux et technologie de la structureles matériaux indiquent les quatre caractéristiques les plus importantes de tout métal ou alliage. Tout d'abord, ce sont des caractéristiques physiques et mécaniques qui permettent de prédire les qualités opérationnelles et technologiques d'un futur produit. La principale propriété mécanique ici est la résistance - elle affecte directement l'indestructibilité des produits finis sous l'influence des charges de travail. La doctrine de la destruction et de la force est l'une des composantes les plus importantes du cours de base "Science des matériaux et technologie des matériaux". Cette science est la base théorique pour la recherche des alliages structuraux nécessaires et des composants destinés à la fabrication de pièces ayant les caractéristiques de résistance nécessaires. Les caractéristiques technologiques et opérationnelles permettent de prédire le comportement du produit fini sous des charges de travail et extrêmes, de calculer les limites de résistance et d'estimer la longévité de l'ensemble du mécanisme.

Matériaux de base

Au cours des derniers siècles, le matériau principalpour la création de machines et de mécanismes est le métal. Par conséquent, la discipline "science des matériaux" accorde une grande attention à la science du métal - la science des métaux et de leurs alliages. Les scientifiques soviétiques ont grandement contribué à son développement: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK et d'autres.

Objectifs de la science des matériaux

Les bases de la science des matériaux sont nécessaires pour étudierfuturs ingénieurs. Après tout, le but principal de l'intégration de cette discipline dans le cours de formation est d'enseigner aux étudiants des spécialités techniques à faire le bon choix de matériel pour les produits conçus afin de prolonger la période de leur fonctionnement.

Atteindre cet objectif aidera les futurs ingénieurs à résoudre les tâches suivantes:

• Evaluer correctement les propriétés techniques d'un matériau, en analysant les conditions de fabrication du produit et la période de son fonctionnement.
• Avoir correctement formé des idées scientifiques sur les possibilités réelles d'améliorer les propriétés d'un métal ou d'un alliage en changeant sa structure.
• Soyez conscient de tous les moyens de durcir les matériaux qui peuvent assurer la durabilité et la performance des outils et des produits.
• Avoir une connaissance moderne des principaux groupes de matériaux utilisés, des propriétés de ces groupes et du domaine d'application.

Connaissances requises

Le cours "Science et technologie des matériaux"matériaux structuraux "est destiné aux étudiants qui comprennent déjà et peuvent expliquer l'importance de caractéristiques telles que le stress, la charge, la déformation plastique et élastique, l'état global de la matière, la structure atomique des métaux, les types de liaisons chimiques. Dans le processus d'étude, les étudiants suivent une formation de base, ce qui leur est utile pour conquérir des disciplines de profil. Les cours plus anciens tiennent compte de divers processus et technologies de production dans lesquels la science des matériaux et la technologie des matériaux jouent un rôle important.

Avec qui travailler?

Connaissance des caractéristiques de conception et techniqueles caractéristiques des métaux et des alliages sont utiles pour un technologue, un ingénieur ou un concepteur travaillant dans le domaine de l'exploitation de machines et de mécanismes modernes. Spécialistes dans le domaine de la technologie de nouveaux matériaux peuvent trouver leur lieu de travail dans les domaines de la construction de machines, l'automobile, l'aviation, l'énergie et l'espace. Récemment, il y a eu une pénurie de spécialistes diplômés en «science des matériaux et technologie des matériaux» dans l'industrie de la défense et dans le développement de matériel de communication.

Développement de la science des matériaux

En tant que discipline distincte, la science des matériaux est un exemple de science appliquée typique qui explique la composition, la structure et les propriétés de divers métaux et de leurs alliages dans différentes conditions.

Capacité d'extraire du métal et de produire diversles alliages racheté dans la période de la désintégration de la société primitive. Mais comme la science et la technologie distincte des matériaux de science des matériaux ont commencé à étudier il y a un peu plus de 200 ans. Le début du 18ème siècle - la période des découvertes du scientifique-chercheur français Réaumur, qui a d'abord essayé d'étudier la structure interne du métal. Des études similaires menées fabricant anglais Grignon, en 1775 a écrit un petit message révélé à eux une structure colonnaire, qui est formée par la solidification du fer.

Dans l'Empire russe, les premiers travaux scientifiques dans le domaine de la métallurgie appartenaient à MV Lomonosov, qui, dans sa direction, essaya d'expliquer brièvement la nature de divers procédés métallurgiques.

Une percée majeure en amont de la métallurgiele début du 19ème siècle, quand de nouvelles méthodes d'étude de divers matériaux ont été développées. En 1831, les travaux de PP Anosov ont montré la possibilité d'étudier les métaux au microscope. Après cela, plusieurs scientifiques de plusieurs pays ont des transformations structurelles scientifiquement prouvées dans les métaux avec leur refroidissement continu.

Cent ans plus tard, l'ère des microscopes optiquescessé d'exister. La technologie des matériaux de construction ne pouvait pas faire de nouvelles découvertes, en utilisant des méthodes dépassées. A la place de l'équipement électronique, il est optique. métallurgie physique était de recourir à des moyens électroniques d'observation, en particulier, la diffraction des neutrons et diffraction d'électrons. Avec ces nouvelles technologies peuvent augmenter les sections des métaux et alliages jusqu'à 1000 fois, ce qui signifie que les motifs de conclusions scientifiques deviennent beaucoup plus.

Informations théoriques sur la structure des matériaux

Dans le processus d'étude de la discipline, les étudiants reçoivent des connaissances théoriques sur la structure interne des métaux et des alliages. À la fin du cours, les compétences et les habitudes suivantes doivent être acquises par les étudiants:

• sur la structure cristalline interne des métaux;
• A propos de l'anisotropie et de l'isotropie. Qu'est-ce qui détermine ces propriétés et comment elles peuvent être influencées?
• sur divers défauts dans la structure des métaux et des alliages;
• Sur les méthodes d'étude de la structure interne du matériau.

Leçons pratiques dans la discipline de la science des matériaux

Le département de science des matériaux est disponible dans chaque université technique. Au cours du cours, l'étudiant étudie les méthodes et technologies suivantes:

• Bases de la métallurgie - histoire et méthodes modernesobtention d'alliages de métaux. Production d'acier et de fonte dans les hauts fourneaux modernes. Coulée d'acier et de fonte, méthodes pour améliorer la qualité des produits de la production métallurgique. Classification et marquage de l'acier, ses caractéristiques techniques et physiques. Fusion de métaux non ferreux et de leurs alliages, production d'aluminium, de cuivre, de titane et d'autres métaux non ferreux. Appliqué avec cet équipement.

• Fondements de la science des matériaux comprennent l'étude de la fonderie, son état actuel, les schémas technologiques générales pour l'obtention de moulages.
• Théorie de la déformation plastique, quelle est la différence entre la déformation à froid et à chaud, ce qui est le durcissement, l'essence de l'estampage à chaud, les méthodes d'estampage à froid, la gamme d'application des matériaux d'estampage.
• Forger l'essence de ce processus et les opérations de base. Qu'est-ce que la production de laminoir et où est-elle appliquée, quel équipement est requis pour rouler et dessiner. Comment obtenir les produits finis pour ces technologies et où elles sont utilisées
• Le soudage, ses caractéristiques générales et ses perspectives de développement, la classification des méthodes de soudage pour différents matériaux. Procédés physico-chimiques des soudures.
• Matériaux composites Plastiques Méthodes d'obtention, caractéristiques générales. Méthodes de travail avec des matériaux composites. Perspectives d'application.

Développement moderne de la science des matériaux

Récemment, la science des matériaux a reçuune puissante poussée de développement. Le besoin de nouveaux matériaux a amené les scientifiques à penser à l'obtention de métaux purs et ultrapurs, le travail est en cours pour créer diverses matières premières selon les caractéristiques initialement calculées. La technologie moderne des matériaux de construction offre l'utilisation de nouvelles substances à la place du métal standard. Plus d'attention est accordée à l'utilisation de plastiques, céramiques, matériaux composites, qui ont des paramètres de résistance qui sont compatibles avec les produits métalliques, mais n'ont pas leurs inconvénients.