Նյութերագիտությունը և տեխնոլոգիան ամենակարևոր առարկաներից մեկն է մեքենաշինություն սովորող գրեթե բոլոր ուսանողների համար: Նոր զարգացումների ստեղծումը, որոնք կարող են մրցակցել միջազգային շուկայում, անհնար է պատկերացնել և իրականացնել առանց այս թեմայի մանրակրկիտ իմացության:
Տարբեր հումքի տեսականու և դրանց հատկությունների ուսումնասիրությունը նյութագիտության դասընթաց է: Օգտագործված նյութերի տարբեր հատկությունները կանխորոշում են ճարտարագիտության մեջ դրանց կիրառման շրջանակը: Մետաղի կամ կոմպոզիտային համաձուլվածքի ներքին կառուցվածքն ուղղակիորեն ազդում է արտադրանքի որակի վրա:
Հիմնական հատկանիշներ
Նյութերի գիտությունը և կառուցվածքային նյութերի տեխնոլոգիան ընդգծում են ցանկացած մետաղի կամ համաձուլվածքի չորս ամենակարևոր բնութագրերը: Առաջին հերթին դրանք ֆիզիկական և մեխանիկական առանձնահատկություններ են, որոնք հնարավորություն են տալիս կանխատեսել ապագա արտադրանքի գործառնական և տեխնոլոգիական որակները: Հիմնական մեխանիկական հատկությունըահա ուժը. այն ուղղակիորեն ազդում է պատրաստի արտադրանքի անխորտակելիության վրա աշխատանքային բեռների ազդեցության տակ: Ոչնչացման և ուժի ուսմունքը «նյութերի գիտություն և տեխնոլոգիա» հիմնական դասընթացի կարևորագույն բաղադրիչներից է։ Այս գիտությունը կազմում է տեսական հիմքեր՝ գտնելու ճիշտ կառուցվածքային համաձուլվածքներ և բաղադրիչներ՝ ցանկալի ամրության բնութագրերով մասերի արտադրության համար: Տեխնոլոգիական և գործառնական առանձնահատկությունները հնարավորություն են տալիս կանխատեսել պատրաստի արտադրանքի վարքագիծը աշխատանքային և ծայրահեղ ծանրաբեռնվածության տակ, հաշվարկել ամրության սահմանները և գնահատել ամբողջ մեխանիզմի ամրությունը:
Հիմնական նյութեր
Վերջին դարերի ընթացքում մետաղը եղել է մեքենաների և մեխանիզմների ստեղծման հիմնական նյութը։ Ուստի «նյութերագիտություն» դիսցիպլինան մեծ ուշադրություն է դարձնում մետաղագիտությանը՝ մետաղների և դրանց համաձուլվածքների գիտությանը։ Նրա զարգացման գործում մեծ ներդրում են ունեցել խորհրդային գիտնականները՝ Անոսով Պ. Պ., Կուրնակով Ն. Ս., Չեռնով Դ. Կ. և այլք։
Նյութերագիտության նպատակներ
Նյութերագիտության հիմունքները պետք է ուսումնասիրվեն ապագա ինժեներների կողմից: Ի վերջո, այս առարկան ուսումնական ծրագրում ներառելու հիմնական նպատակն է սովորեցնել ինժեներ-ուսանողներին ճիշտ ընտրություն կատարել ինժեներական արտադրանքի համար նախատեսված նյութի համար՝ երկարացնելու նրանց ծառայության ժամկետը:
Այս նպատակին հասնելը կօգնի ապագա ինժեներներին լուծել հետևյալ խնդիրները՝
- Ճիշտ գնահատեք նյութի տեխնիկական հատկությունները՝ վերլուծելով արտադրության պայմաններըարտադրանքը և դրա օգտակար կյանքը։
- Ունենալ լավ ձևավորված գիտական պատկերացումներ մետաղի կամ համաձուլվածքի ցանկացած հատկությունների բարելավման իրական հնարավորությունների մասին՝ փոխելով դրա կառուցվածքը։
- Իմացեք նյութերը կարծրացնելու բոլոր եղանակների մասին, որոնք կարող են ապահովել գործիքների և արտադրանքի երկարակեցությունն ու աշխատանքը:
- Ունենալ ժամանակակից գիտելիքներ օգտագործվող նյութերի հիմնական խմբերի, այդ խմբերի հատկությունների և շրջանակի մասին:
Անհրաժեշտ գիտելիքներ
«Կառուցվածքային նյութերի նյութագիտություն և տեխնոլոգիա» դասընթացը նախատեսված է այն ուսանողների համար, ովքեր արդեն հասկանում և կարող են բացատրել այնպիսի բնութագրերի նշանակությունը, ինչպիսիք են սթրեսը, ծանրաբեռնվածությունը, պլաստիկ և առաձգական դեֆորմացիան, նյութի ագրեգացման վիճակը, ատոմային. մետաղների բյուրեղային կառուցվածքը, քիմիական կապերի տեսակները, մետաղների հիմնական ֆիզիկական հատկությունները։ Ուսման ընթացքում ուսանողները անցնում են հիմնական վերապատրաստում, որը նրանց օգտակար կլինի պրոֆիլային առարկաները նվաճելու համար: Ավելի առաջադեմ դասընթացները ներառում են տարբեր արտադրական գործընթացներ և տեխնոլոգիաներ, որոնցում կարևոր դեր են խաղում նյութերի գիտությունն ու տեխնոլոգիան:
Ո՞վ է աշխատում?
Մետաղների և համաձուլվածքների նախագծման առանձնահատկությունների և տեխնիկական բնութագրերի իմացությունը օգտակար կլինի ժամանակակից մեքենաների և մեխանիզմների շահագործման ոլորտում աշխատող տեխնոլոգին, ինժեներին կամ դիզայներին: Նոր նյութերի տեխնոլոգիայի ոլորտի մասնագետները կարող են իրենց աշխատանքի վայրը գտնել ճարտարագիտության, ավտոմոբիլային, ավիացիայի,էներգետիկ և տիեզերական արդյունաբերություն. Վերջին շրջանում նկատվում է պաշտպանական արդյունաբերության և կապի զարգացման ոլորտում նյութագիտության և տեխնիկայի դիպլոմ ունեցող մասնագետների պակաս։
Նյութերագիտության զարգացում
Որպես առանձին գիտություն՝ նյութագիտությունը տիպիկ կիրառական գիտության օրինակ է, որը բացատրում է տարբեր պայմաններում տարբեր մետաղների և դրանց համաձուլվածքների բաղադրությունը, կառուցվածքը և հատկությունները:
Մետաղ արդյունահանելու և տարբեր համաձուլվածքներ պատրաստելու ունակությունը մարդը ձեռք է բերել պարզունակ կոմունալ համակարգի քայքայման ժամանակաշրջանում։ Բայց որպես առանձին գիտություն՝ նյութագիտությունը և նյութերի տեխնոլոգիան սկսել են ուսումնասիրվել 200 տարի առաջ։ 18-րդ դարի սկիզբը ֆրանսիացի հանրագիտարան Ռեոմուրի հայտնագործությունների շրջանն է, ով առաջինն է փորձել ուսումնասիրել մետաղների ներքին կառուցվածքը։ Նմանատիպ ուսումնասիրություններ է իրականացվել անգլիացի արտադրող Grignon-ի կողմից, որը 1775 թվականին գրել է կարճ զեկույց իր հայտնաբերած սյունաձև կառուցվածքի մասին, որը ձևավորվում է երկաթի պնդացման ժամանակ։
Ռուսական կայսրությունում մետաղագործության ոլորտում առաջին գիտական աշխատանքները պատկանում էին Մ. Վ. Լոմոնոսովին, ով իր ձեռնարկում փորձել է հակիրճ բացատրել տարբեր մետաղագործական գործընթացների էությունը։
Մետաղագիտությունը մեծ թռիչք կատարեց 19-րդ դարի սկզբին, երբ մշակվեցին տարբեր նյութերի ուսումնասիրության նոր մեթոդներ։ 1831 թվականին Պ. Պ. Անոսովի աշխատանքները ցույց տվեցին մետաղները մանրադիտակով հետազոտելու հնարավորությունը։ Դրանից հետո մի շարք երկրների մի քանի գիտնականներ գիտականորեն ապացուցեցինՄետաղների կառուցվածքային փոխակերպումները դրանց շարունակական սառեցման ընթացքում։
Հարյուր տարի անց օպտիկական մանրադիտակների դարաշրջանը դադարել է գոյություն ունենալ: Կառուցվածքային նյութերի տեխնոլոգիան չէր կարող նոր բացահայտումներ անել՝ օգտագործելով հնացած մեթոդներ։ Օպտիկան փոխարինվել է էլեկտրոնիկայով։ Մետաղների գիտությունը սկսեց դիմել դիտարկման էլեկտրոնային մեթոդների, մասնավորապես՝ նեյտրոնների դիֆրակցիային և էլեկտրոնային դիֆրակցիային։ Այս նոր տեխնոլոգիաների օգնությամբ մետաղների և համաձուլվածքների հատվածները հնարավոր է մեծացնել մինչև 1000 անգամ, ինչը նշանակում է, որ գիտական եզրակացությունների համար շատ ավելի շատ հիմքեր կան։
Տեսական տեղեկություններ նյութերի կառուցվածքի մասին
Կարգապահությունը ուսումնասիրելու ընթացքում ուսանողները ստանում են տեսական գիտելիքներ մետաղների և համաձուլվածքների ներքին կառուցվածքի մասին։ Դասընթացի ավարտին ուսանողները պետք է ձեռք բերեն հետևյալ հմտություններն ու կարողությունները՝
- մետաղների ներքին բյուրեղային կառուցվածքի մասին;
- անիզոտրոպիայի և իզոտրոպիայի մասին. Ինչն է առաջացնում այս հատկությունները և ինչպես կարող են ազդել դրանց վրա;
- մետաղների և համաձուլվածքների կառուցվածքի տարբեր թերությունների մասին;
- նյութի ներքին կառուցվածքի ուսումնասիրման մեթոդների մասին։
Գործնական ուսումնասիրություններ նյութագիտության ոլորտում
Նյութերագիտության ամբիոնը հասանելի է յուրաքանչյուր տեխնիկական համալսարանում: Տվյալ դասընթացի ընթացքում ուսանողը ուսումնասիրում է հետևյալ մեթոդներն ու տեխնոլոգիաները՝
Մետալուրգիայի հիմունքներ - պատմություն և մետաղական համաձուլվածքների արտադրության ժամանակակից մեթոդներ. Պողպատի և երկաթի արտադրություն ժամանակակից շիկացած վառարաններում։ Պողպատի և չուգունի թափում, արտադրանքի որակի բարելավման մեթոդներմետալուրգիական արտադրություն. Պողպատի դասակարգումը և մակնշումը, դրա տեխնիկական և ֆիզիկական բնութագրերը. Գունավոր մետաղների և դրանց համաձուլվածքների ձուլում, ալյումինի, պղնձի, տիտանի և այլ գունավոր մետաղների արտադրություն. Օգտագործված սարքավորումներ։
- Նյութերագիտության հիմունքները ներառում են ձուլարանային արտադրության ուսումնասիրությունը, դրա ներկա վիճակը, ձուլվածքների արտադրության ընդհանուր տեխնոլոգիական սխեմաները:
- Պլաստիկ դեֆորմացիայի տեսություն, ի՞նչ տարբերություն սառը և տաք դեֆորմացիայի միջև, ինչ է աշխատանքային պնդացումը, տաք դրոշմման էությունը, սառը դրոշմման եղանակները, դրոշմման նյութերի կիրառման շրջանակը։
- Դրբնոց. այս գործընթացի էությունը և հիմնական գործողությունները: Որոնք են շարժակազմի արտադրանքները և որտեղ են այն օգտագործվում, ինչ սարքավորումներ են անհրաժեշտ գլանման և գծագրման համար: Ինչպես են պատրաստի արտադրանքը ձեռք բերվում այս տեխնոլոգիաների միջոցով և որտեղ են դրանք օգտագործվում:
- Եռակցման արտադրություն, դրա ընդհանուր բնութագրերը և զարգացման հեռանկարները, տարբեր նյութերի եռակցման մեթոդների դասակարգում. Եռակցումների ստացման ֆիզիկաքիմիական գործընթացներ.
- Կոմպոզիտ նյութեր. Պլաստիկ. Ստացման եղանակներ, ընդհանուր բնութագրեր. Կոմպոզիտային նյութերի հետ աշխատելու մեթոդներ. Դիմումի հեռանկարներ։
Նյութերագիտության ժամանակակից զարգացում
Վերջերս նյութագիտությունը հզոր խթան է ստացել զարգացման համար: Նոր նյութերի անհրաժեշտությունը գիտնականներին ստիպել է մտածել մաքուր և գերմաքուր մետաղներ ստանալու մասին, աշխատանքներ են տարվում ստեղծելու ուղղությամբ.տարբեր հումք՝ ըստ նախնական հաշվարկված բնութագրերի. Կառուցվածքային նյութերի ժամանակակից տեխնոլոգիան առաջարկում է ստանդարտ մետաղի փոխարեն օգտագործել նոր նյութեր։ Ավելի մեծ ուշադրություն է դարձվում պլաստիկի, կերամիկայի, կոմպոզիտային նյութերի օգտագործմանը, որոնք ունեն ամրության պարամետրեր, որոնք համատեղելի են մետաղական արտադրանքի հետ, սակայն զուրկ են իրենց թերություններից։
