Металловедение

Металловедение – это наука, изучающая связь между составом, строением и свойствами металлических материалов, закономерности их изменений при механических, тепловых, химических и других видах воздействия; раздел материаловедения.

Металловедение выделяет две большие группы металлов (подразумевая, что металлические сплавы мы тоже называем металлами) - это чёрные и цветные металлы.

Классическое изучение металловедения строится следующим образом: сначала изучается теория сплавов в целом, потом идёт знакомство с железоуглеродистыми сплавами, при этом изучается классическая диаграмма железо-углерод, далее учебный процесс охватывает тему термической обработки стали, затем изучают легированные стали и сплавы и последним разделом курса металловедения становятся цветные металлы и сплавы. То есть металловедение - это очень и очень обширная область науки; научная основа получения металлических материалов с заданными свойствами.

Из истории металловедения

Согласно Гуляеву А.П., годом возникновения науки металловедения можно считать 1868 год, когда была опубликована работа Д.К. Чернова "Критический обзор статей Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные исследования Д.К. Чернова по этому же предмету", которой было положено начало изучению диаграммы железо-углерод (а также железоуглеродистых сплавов и процессов термической обработки). Д.К. Чернов открыл зависимость свойств стали от температуры нагрева и охлаждения, выявил взаимосвязь структуры и свойств стали, и этим были заложены основы научного металловедения. И по сей день работы Д.К. Чернова являются основой теории термической обработки стали и современного металловедения.

Позднее французский учёный Ф. Осмонд, применив пирометр, определил температуры (критические точки), при которых происходят значительные изменения свойств стали, описал микроструктуры при переходе через эти точки и дал названия основных структур железоуглеродистых сплавов, употребляющихся в металловедении и сегодня.

Широкое применение металлов в промышленности обусловило дальнейшее быстрое развитие металловедения. Велика роль в развитии металловедения русских учёных: в начале XX века Н.С. Курнаков применил для исследования металлов методы физико-химического анализа. Н.С. Курнаков вместе с учениками провёл исследования многих сплавов, построил их диаграммы состояния и установил зависимости между составом, структурой и свойствами различных сплавов (правило Курнакова). Г.В. Вульф внёс большой вклад в изучение кристаллического строения сплавов и различных фаз методами рентгеновского анализа. В создании теории и практики термической обработки металлов многое сделано С.С. Штейнбергом и его учениками. Для развития металловедения и металлофизики имеют большое значение работы Г.В. Курдюмова, Д.В. Садовского, И.А. Одинга, А.А. Бочвара, С.Т. Конобеевского. Многое для развития технологии термической и химико-термической обработки металлов и сплавов сделали Н.А. Минкевич, Н.Т. Гудцов, А.А. Бочвар и др.

Широкое применение в металловедении находят различные физические методы исследования металлов. С их помощью определяют теплоёмкость, теплопроводность, электросопротивление, тепловое расширение, магнитные свойства.

Физическое металловедение

Физическое металловедение - это раздел физики, изучающий процессы, происходящие в металлах на атомном и структурном уровнях. Понимание механизмов этих процессов дает возможность разработки новых технологий. Сведения о структуре и свойствах металлов на атомном и структурном уровнях получают с помощью физических методов исследования. Физическое металловедение рассматривает теорию дислокаций, физические свойства металлов и сплавов, изучает вопросы фазового равновесия в различных металлических системах.

Металловедение тесно связано с металлофизикой. Металлофизика изучает строение и свойства металлов и сплавов, а также условия термодинамического равновесия и характер протекания в них различных процессов (диффузии, фазовых превращений и т.д.). В металлофизике исследуются прочность, пластичность, электропроводность и другие свойства металлов и сплавов.

Одним из разделов металловедения является металлография – наука о структуре металлов и сплавов, которая исследует закономерности образования структуры металла, изучает его макро- и микроструктуру, атомно-кристаллическое строение, влияние структуры на механические, электрические, магнитные и другие свойства. Подробнее в статье Металлография>>