Shkenca dhe Teknologjia e Materialeve është një nga disiplinat më të rëndësishme për pothuajse të gjithë studentët që studiojnë inxhinierinë mekanike. Krijimi i zhvillimeve të reja që mund të konkurrojnë në tregun ndërkombëtar është i pamundur të imagjinohet dhe zbatohet pa një njohuri të plotë të kësaj teme.
Studimi i gamës së lëndëve të para të ndryshme dhe vetive të tyre është kurs i shkencës së materialeve. Vetitë e ndryshme të materialeve të përdorura paracaktojnë gamën e aplikimit të tyre në inxhinieri. Struktura e brendshme e një metali ose aliazhi të përbërë ndikon drejtpërdrejt në cilësinë e produktit.
Veçoritë themelore
Shkenca e Materialeve dhe Teknologjia e Materialeve Strukturore thekson katër karakteristikat më të rëndësishme të çdo metali ose aliazhi. Para së gjithash, këto janë karakteristika fizike dhe mekanike që bëjnë të mundur parashikimin e cilësive operacionale dhe teknologjike të një produkti të ardhshëm. Vetia kryesore mekanikekëtu është forca - ndikon drejtpërdrejt në pathyeshmërinë e produktit të përfunduar nën ndikimin e ngarkesave të punës. Doktrina e shkatërrimit dhe forcës është një nga komponentët më të rëndësishëm të lëndës bazë "shkenca dhe teknologjia e materialeve". Kjo shkencë formon bazën teorike për gjetjen e lidhjeve dhe përbërësve të duhur strukturorë për prodhimin e pjesëve me karakteristikat e dëshiruara të forcës. Karakteristikat teknologjike dhe operacionale bëjnë të mundur parashikimin e sjelljes së produktit të përfunduar nën ngarkesa pune dhe ekstreme, llogaritjen e kufijve të forcës dhe vlerësimin e qëndrueshmërisë së të gjithë mekanizmit.
Materialet kryesore
Gjatë shekujve të fundit, metali ka qenë materiali kryesor për krijimin e makinave dhe mekanizmave. Prandaj, disiplina "shkenca e materialeve" i kushton vëmendje të madhe shkencës së metaleve - shkencës së metaleve dhe lidhjeve të tyre. Një kontribut të madh në zhvillimin e tij dhanë shkencëtarët sovjetikë: Anosov P. P., Kurnakov N. S., Chernov D. K. dhe të tjerë.
Qëllimet e Shkencës së Materialeve
Bazat e shkencës së materialeve kërkohen të studiohen nga inxhinierët e ardhshëm. Në fund të fundit, qëllimi kryesor i përfshirjes së kësaj disipline në kurrikul është të mësojë studentët e inxhinierisë që të bëjnë zgjedhjen e duhur të materialit për produktet e inxhinierizuara në mënyrë që të zgjasin jetën e tyre të shërbimit.
Arritja e këtij qëllimi do t'i ndihmojë inxhinierët e ardhshëm të zgjidhin problemet e mëposhtme:
- Vlerësoni saktë vetitë teknike të një materiali duke analizuar kushtet e prodhimitprodukti dhe jeta e tij e dobishme.
- Të kesh ide të mirëformuara shkencore rreth mundësive reale të përmirësimit të çdo vetive të një metali ose aliazhi duke ndryshuar strukturën e tij.
- Di për të gjitha mënyrat për të forcuar materialet që mund të sigurojnë qëndrueshmëri dhe performancë të veglave dhe produkteve.
- Të ketë njohuri të përditësuara për grupet kryesore të materialeve të përdorura, vetitë e këtyre grupeve dhe shtrirjen.
Njohuri të nevojshme
Lënda "Shkenca e Materialeve dhe Teknologjia e Materialeve Strukturore" është menduar për ata studentë që tashmë kuptojnë dhe mund të shpjegojnë kuptimin e karakteristikave të tilla si stresi, ngarkesa, deformimi plastik dhe elastik, gjendja e grumbullimit të materies, atomike. struktura kristalore e metaleve, llojet e lidhjeve kimike, vetitë fizike themelore të metaleve. Në procesin e studimit, studentët i nënshtrohen trajnimit bazë, i cili do të jetë i dobishëm për ta për të pushtuar disiplinat e profilit. Kurse më të avancuara mbulojnë procese dhe teknologji të ndryshme prodhimi, në të cilat shkenca dhe teknologjia e materialeve luajnë një rol të rëndësishëm.
Kush punon?
Njohja e veçorive të projektimit dhe karakteristikave teknike të metaleve dhe lidhjeve do të jetë e dobishme për një teknolog, inxhinier ose projektues që punon në fushën e funksionimit të makinerive dhe mekanizmave moderne. Specialistët në fushën e teknologjisë së materialeve të reja mund të gjejnë vendin e tyre të punës në inxhinieri, automobila, aviacion,industria e energjisë dhe e hapësirës. Kohët e fundit ka pasur mungesë specialistësh me diplomë në shkencën dhe teknologjinë e materialeve në industrinë e mbrojtjes dhe në fushën e zhvillimit të komunikimit.
Zhvillimi i shkencës së materialeve
Si një disiplinë më vete, shkenca e materialeve është një shembull i një shkence tipike të aplikuar që shpjegon përbërjen, strukturën dhe vetitë e metaleve të ndryshme dhe lidhjeve të tyre në kushte të ndryshme.
Aftësia për të nxjerrë metal dhe për të bërë lidhje të ndryshme u fitua nga një person gjatë periudhës së dekompozimit të sistemit primitiv komunal. Por si një shkencë më vete, shkenca e materialeve dhe teknologjia e materialeve filluan të studiohen pak më shumë se 200 vjet më parë. Fillimi i shekullit të 18-të është periudha e zbulimeve nga enciklopedisti francez Réaumur, i cili ishte i pari që u përpoq të studionte strukturën e brendshme të metaleve. Studime të ngjashme u kryen nga prodhuesi anglez Grignon, i cili në 1775 shkroi një raport të shkurtër mbi strukturën kolone që zbuloi, e cila u formua gjatë ngurtësimit të hekurit.
Në Perandorinë Ruse, punimet e para shkencore në fushën e metalurgjisë i përkisnin M. V. Lomonosov, i cili në manualin e tij u përpoq të shpjegonte shkurt thelbin e proceseve të ndryshme metalurgjike.
Shkenca e metaleve bëri një hap të madh përpara në fillim të shekullit të 19-të, kur u zhvilluan metoda të reja për studimin e materialeve të ndryshme. Në 1831, veprat e P. P. Anosov treguan mundësinë e ekzaminimit të metaleve nën një mikroskop. Pas kësaj, disa shkencëtarë nga një numër vendesh vërtetuan shkencërishttransformimet strukturore në metale gjatë ftohjes së tyre të vazhdueshme.
Njëqind vjet më vonë, epoka e mikroskopëve optikë ka pushuar së ekzistuari. Teknologjia e materialeve strukturore nuk mund të bënte zbulime të reja duke përdorur metoda të vjetruara. Optika është zëvendësuar nga elektronika. Shkenca e metaleve filloi të përdorë metoda elektronike të vëzhgimit, në veçanti, difraksioni i neutronit dhe difraksioni i elektroneve. Me ndihmën e këtyre teknologjive të reja, është e mundur të rriten seksionet e metaleve dhe lidhjeve deri në 1000 herë, që do të thotë se ka shumë më tepër baza për përfundime shkencore.
Informacion teorik për strukturën e materialeve
Në procesin e studimit të disiplinës, studentët marrin njohuri teorike për strukturën e brendshme të metaleve dhe lidhjeve. Në fund të kursit, studentët duhet të kenë fituar aftësitë dhe aftësitë e mëposhtme:
- për strukturën e brendshme kristalore të metaleve;
- rreth anizotropisë dhe izotropisë. Çfarë i shkakton këto veti dhe si mund të ndikohen ato;
- për defekte të ndryshme në strukturën e metaleve dhe lidhjeve;
- rreth metodave të studimit të strukturës së brendshme të materialit.
Studime praktike në disiplinën e shkencës së materialeve
Departamenti i shkencës së materialeve është i disponueshëm në çdo universitet teknik. Gjatë kursit të një kursi të caktuar, studenti studion metodat dhe teknologjitë e mëposhtme:
Bazat e metalurgjisë - historia dhe metodat moderne të prodhimit të lidhjeve metalike. Prodhimi i çelikut dhe hekurit në furrat moderne. Derdhja e çelikut dhe gize, metoda për përmirësimin e cilësisë së produktitprodhimi metalurgjik. Klasifikimi dhe shënjimi i çelikut, karakteristikat e tij teknike dhe fizike. Shkrirja e metaleve me ngjyra dhe lidhjeve të tyre, prodhimi i aluminit, bakrit, titanit dhe metaleve të tjera me ngjyra. Pajisjet e përdorura
- Bazat e shkencës së materialeve përfshijnë studimin e prodhimit të shkritores, gjendjen e tij aktuale, skemat e përgjithshme teknologjike për prodhimin e kallëpeve.
- Teoria e deformimit plastik, cili është ndryshimi midis deformimit të ftohtë dhe të nxehtë, çfarë është forcimi i punës, thelbi i stampimit të nxehtë, metodat e stampimit të ftohtë, diapazoni i aplikimit të materialeve stampuese.
- Falifikimi: thelbi i këtij procesi dhe operacionet kryesore. Cilat janë produktet e rrotullimit dhe ku përdoret, çfarë pajisje kërkohen për rrotullim dhe vizatim. Si përftohen produktet e gatshme duke përdorur këto teknologji dhe ku përdoren ato.
- Prodhimi i saldimit, karakteristikat e tij të përgjithshme dhe perspektivat e zhvillimit, klasifikimi i metodave të saldimit për materiale të ndryshme. Proceset fiziko-kimike për marrjen e saldimeve.
- Materiale të përbëra. Plastika. Metodat e marrjes, karakteristikat e përgjithshme. Metodat e punës me materiale të përbëra. Perspektivat e aplikimit.
Zhvillimi modern i shkencës së materialeve
Kohët e fundit, shkenca e materialeve ka marrë një shtysë të fuqishme për zhvillim. Nevoja për materiale të reja i bëri shkencëtarët të mendojnë për marrjen e metaleve të pastra dhe ultra të pastra, po punohet për të krijuarlëndë të para të ndryshme sipas karakteristikave të llogaritura fillimisht. Teknologjia moderne e materialeve strukturore sugjeron përdorimin e substancave të reja në vend të atyre standarde metalike. Më shumë vëmendje i kushtohet përdorimit të plastikës, qeramikës, materialeve të përbëra që kanë parametra të forcës që janë të pajtueshme me produktet metalike, por nuk kanë të metat e tyre.
