Металловедение - это прикладная наука, изучающая связь между составом, строением и свойствами металлов и сплавов, а также их изменение при различных внешних воздействиях.
К числу свойств металлов и сплавов, в частности, относятся: механические (прочность, пластичность, вязкость и твердость), химические (сопротивление действию агрессивной среды), физические (магнитные, электрические, объемные и тепловые), технологические (жидкотекучесть, штампуемость, об-рабатываемость режущим инструментом, прокаливаемость).
Несмотря на то, что человек использовал металлы на протяжении почти всей своей истории, металловедению как науке сейчас около 200 лет.
Для истории металловедения характерны следующие три периода.
Первый период (до двадцатых годов ХХ века), во время которого были заложены основы металловедения и создано общее представление о металлах и сплавах. Это было сделано на основе исследования их строения как невооруженным глазом, так и под металлографическим микроскопом и путем обычных методов лабораторных испытаний их свойств.
Во втором периоде (с двадцатых по пятидесятые годы ХХ века), удалось создать ясное представление о расположении атомов в идеальных кристаллах металлов и о процессах, происходящих в них, на основе результатов рентгеноструктурного анализа и более тонких и всесторонних методов лабораторных исследований. Однако оказалось, что наиболее важные свойства металлов определяются не идеальным расположением атомов в металлических кристаллах, а нарушениями такого расположения, т. е. дефектами их строения.
Третий период (с пятидесятых годов ХХ века) связан с применением гораздо более эффективного, чем рентгеновские лучи, ядерного излучения (быстрые нейтроны, -частицы и т. д.), что наряду с применением электронной микроскопии и других совершенных методов лабораторного исследования обеспечило возможность более глубокого и всестороннего изучения строения реальных металлов. В кристаллах металлов удалось изменять расположение атомов, создавать там различные дефекты строения и изучать их взаимодействие, от которого зависят важнейшие свойства реальных металлов. Благодаря этому металловедение может не только объяснять строение и свойства металлов и сплавов, но и предвидеть их, а также изменять их в желательном для производства и эксплуатации направлении.
Появление новых методов исследования обусловлено тем, что непрерывно развивается и совершенствуется теоретическая база науки о металлах – физика твердого тела, а практика требует получения новых металлов и сплавов.
Современное металловедение все больше сближается с металлофизикой, и сейчас невозможно представить себе подлинно научных работ в этой области, в которых не использовались бы достижения современной физики твердого тела. Точно также ни одна рациональная технология термической обработки не может не опираться на основные положения научного металловедения.
Хотя металловедение нашего времени не может быть отделено от физики и химии, но, как и в первый период своего развития, металловедение является, прежде всего, наукой о технических металлах и сплавах.
Металловедение обычно подразделяют на 2 части:
• теоретическое металловедение или теория сплавов;
• практическое металловедение.
Теоретическое металловедение рассматривает природу металлов и сплавов; методы их исследования; связь изменений в металлах и сплавах под влиянием температуры, давления и иных внешних воздействий, с законами, по которым строение и свойства сплавов изменяются в зависимости от их состава.
В практическом металловедении даются необходимые сведения о физических, химических и технологических свойствах металлов и сплавов, применяющихся в технике, а также указываются пути рационального выбора металлических материалов для определенного назначения.
В первый период развития металловедения наибольшее внимание уделялось железу и его сплавам с углеродом (стали и чугуну), но постепенно исследования охватили и другие металлы и сплавы, и сейчас металловедение занимается изучением практически всех металлических элементов и сплавов на их основе.
Основными разделами классического металловедения являются:
•Теория сплавов (кристаллическое строение, плавление и кристаллизация, механические свойства, процессы деформации и нагрева, строение сплавов, диаграммы состояния).
• Металловедение черных металлов: железоуглеродистые сплавы (диаграмма состояния, классификация, структура, процессы термической обработки, легирование). Сюда также относят сплавы титана, тугоплавких металлов, сплавы с особыми свойствами, магнитные сплавы и сплавы атомной энергетики.
• Цветные металлы и их сплавы (благородные металлы, алюминий, медь, цинк и др; подшипниковые и типографские сплавы, биметаллы и композиты).
Ну а металлография, которой посвящен этот сайт, является одним из необходимых инструментов металловедения, поскольку именно она позволяет получить изображение структуры металла.