Skrypt jest podzielony na cztery części. W pierwszej omówiono podstawowe właściwości materiałów, a w szczególności wiązania między atomami. W dalszej części podano podstawowe własności mechaniczne i użytkowe materiałów oraz sposoby umacniania materiałów plastycznych. Przedstawiono grupę materiałów sprężysto-plastycznych, a więc metale i ich stopy, w tym stopy żelaza i metali nieżelaznych. Kolejna część dotyczy materiałów ceramicznych, w tym struktury, jej kształtowania i właściwości użytkowych. W ostatniej części omówiono kompozyty o osnowie metalowej i ceramicznej, które nie są jeszcze tak powszechnie stosowane jak kompozyty o osnowie polimerowej.
Spis treści:PrzedmowaMATERIAŁY INŻYNIERSKIE WPROWADZENIE - RODZAJE MATERIAŁÓW INŻYNIERSKICH1. WIĄZANIA MIĘDZY ATOMAMI1.1. WIĄZANIA PIERWOTNE
1.2. WIĄZANIA WTÓRNE
2. SPOSOBY ROZMIESZCZENIA ATOMÓW W CIAŁACH STAŁYCH2.1. STRUKTURA MATERIAŁÓW INŻYNIERSKICH
2.2. STRUKTURA NIEKRYSTALICZNA
2.3. STRUKTURA KRYSTALICZNA - ELEMENTY KRYSTALOGRAFII
2.3.1. Płaszczyzny krystalograficzne
2.3.2. Kierunki krystalograficzne
2.4. DEFEKTY STRUKTURY KRYSTALICZNEJ
2.4.1. Defekty punktowe
2.4.2. Defekty liniowe
2.4.3. Defekty płaskie - powierzchniowe
2.4.4. Defekty objętościowe
3. CHARAKTERYSTYKA PODSTAWOWYCH WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW3.1. GĘSTOŚĆ
3.2. SZTYWNOŚĆ - SPRĘŻYSTOŚĆ
3.3. WYTRZYMAŁOŚĆ
3.3.1. Wytrzymałość statyczna
3.3.2. Twardość
3.3.3. Odporność na pękanie - wiązkość
3.3.4. Wytrzymałość zmęczeniowa
3.3.5. Wytrzymałość na pełzanie
3.3.6. Odporność na zużycie wskutek tarcia
3.3.7. Odporność na korozję
4. METODY UMACNIANIA MATERIAŁÓW PLASTYCZNYCH4.1. UMACNIANIE ODKSZTAŁCENIOWE
4.2. UMACNIANIE PRZEZ ROZTWÓR
4.3. UMACNIANIE WYDZIELENIOWE I DYSPERSYJNE
4.4. UMOCNIENIE PRZEZ GRANICE ZIAREN
5. STRUKTURA METALI I STOPÓW5.1. STRUKTURA METALI
5.2. STRUKTURA STOPÓW
5.2.1. Roztwory stałe
5.2.2. Fazy międzywęzłowe i międzymetaliczne
6. UKŁADY RÓWNOWAGI FAZOWEJ6.1. UKŁADY DWUSKŁADNIKOWE
6.1.1. Układ z nieograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym
6.1.2. Układ równowagi z mieszaniną eutektyczną
6.1.3. Układ równowagi z przemianą perytektyczną
6.1.4. Układy z fazami międzymetalicznymi
6.1.5. Układ równowagi żelazo-węgiel
6.2. UKŁADY TRÓJSKŁADNIKOWE
6.3. RELACJE MIĘDZY RODZAJEM UKŁADU RÓWNOWAGI A WŁAŚCIWOŚCIAMI STOPU
7. KRZEPNIĘCIE I KRYSTALIZACJA TWORZYW METALOWYCH7.1. ELEMENTY TERMODYNAMIKI
7.2. KRYSTALIZACJA CZYSTYCH METALI
7.2.1. Zarodkowanie fazy stałej
7.2.2. Wzrost kryształów
7.3. KRYSTALIZACJA STOPÓW
7.4. STRUKTURA PIERWOTNA
8. PRZEMIANY FAZOWE W STANIE STAŁYM8.1. SIŁA NAPĘDOWA PRZEMIAN FAZOWYCH W STANIE STAŁYM
8.2. ELEMENTY TEORII DYFUZJI
8.3. WYKRESY CTP
8.3.1. Przemiany dyfuzyjne
8.3.2. Przemiana bainityczna
8.3.3. Przemiana bezdyfuzyjna - martenzytyczna
8.4. UMACNIANIE WYDZIELENIOWE I DYSPERSYJNE
9. ZMIANY STRUKTURY METALI I STOPÓW PODCZAS ODKSZTAŁCENIA. ZDROWIENIE I REKRYSTALIZACJA9.1. STRUKTURA MATERIAŁU ODKSZTAŁCONEGO
9.2. ODBUDOWA STRUKTURY PO ODKSZTAŁCENIU
9.2.1. Zdrowienie
9.2.2. Rekrystalizacja
9.2.3. Rozrost ziaren
10. STOPY ŻELAZA Z WĘGLEM10.1. STAL
10.1.1. Rola zanieczyszczeń
10.1.2. Wpływ domieszek
10.1.3. Wpływ dodatków stopowych
10.2. STALIWO
10.3. ŻELIWO
10.3.1. Wpływ składu chemicznego na grafityzację żelaza
10.3.2. Wpływ składu chemicznego na rodzaj metalicznej osnowy
11. METODY ODDZIAŁYWANIA NA STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI STOPÓW Fe-C11.1. OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW Fe-C
11.1.1. Przemiana perlityczna
11.1.2. Przemiana bainityczna
11.1.3. Przemiana martenzytyczna
11.1.4. Przemiany podczas odpuszczania
11.1.5. Wyżarzanie stopów Fc-C
11.2. TECHNICZNE ASPEKTY OBRÓBKI CIEPLNEJ
11.3. ZŁOŻONE METODY OBRÓBKI CIEPLNEJ
11.3.1. Obróbka cieplno-chemiczna
11.3.2. Obróbka cieplno-plastyczna
12. PRZEMYSŁOWE STOPY ŻELAZA12.1. STAL
12.1.1. Stal konstrukcyjna niestopowa
12.1.2. Stal konstrukcyjna stopowa
12.1.3. Stal narzędziowa
12.1.4. Stal i stopy o specjalnych właściwościach chemicznych i fizycznych
12.2. STAL MARAGING
13. ODLEWNICZE STOPY ŻELAZA Z WĘGLEM13.1. STALIWO
13.1.1. Staliwo niestopowe (węglowe)
13.1.2. Staliwo stopowe
13.2. ŻELIWO
13.2.1. Żeliwo białe
13.2.2. Żeliwo szare
13.2.3. Żeliwo sferoidalne
13.2.4. Żeliwo stopowe
13.2.5. Żeliwo ciągliwe
13.2.6. Żeliwo z grafitem wermikularnym
14. STOPY METALI NIEŻELAZNYCH14.1. METALE LEKKIE I ICH STOPY
14.1.1. Aluminium i jego stopy
14.1.2. Magnez i jego stopy
14.1.3. Tytan i jego stopy
14.2. METALE CIĘŻKIE I ICH STOPY
14.2.1. Miedź i jej stopy
14.2.2. Stopy niklu i kobaltu
14.2.3. Cynk i jego stopy
MATERIAŁY CERAMICZNE I SZKŁA
15. WPROWADZENIE
15.1. CERAMIKI KRYSTALICZNE - PODZIAŁ I ROLA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH
15.2. SZKŁA - CERAMIKA NIEKRYSTALICZNA
15.3. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA WŁAŚCIWOŚCI KONSTRUKCYJNYCH MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH
16. STRUKTURA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH16.1. ROZKŁAD ATOMÓW W MATERIAŁACH CERAMICZNYCH
16.2. MIKROSTRUKTURA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH
17. WŁAŚCIWOŚCI CERAMIKI17.1. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE
17.1.1. Moduł sprężystości materiałów ceramicznych
17.1.2. Wytrzymałość
17.1.3. Twardość
17.1.4. Kruchość materiałów ceramicznych
17.1.5. Zależność wytrzymałości ceramiki od czasu
17.2. WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNE
17.2.1. Odporność na gwałtowne zmiany temperatury
17.2.2. Pełzanie i zmęczenie cieplne
18. WYTWARZANIE I KSZTAŁTOWANIE CERAMIKI - WALNIEJSZE GATUNKI CERAMIKI TECHNICZNEJ 18.1. WYTWARZANIE CERAMIKI I INFORMACJE PODSTAWOWE
18.2. WAŻNIEJSZE GATUNKI CERAMIKI TECHNICZNEJ
18.2. 1. Tlenek aluminium AI2O3
18.2.2. Azotek krzemu S04
18.2.3. Ceramika cyrkonowa ZrO2
18.2.4. Ceramika karborudowa SiC
18.3. WŁAŚCIWOŚCI CERAMIKI TECHNICZNEJ
18.4. MOŻLIWOŚCI PODWYŻSZANIA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH
MATERIAŁY KOMPOZYTOWE
19. KOMPOZYTY19.1. WPROWADZENIE
19.1.1. Klasyfikacja kompozytów
19.1.2. Elementy mechaniki kompozytów
19.2. RODZAJE WZMOCNIENIA ORAZ GRANICA ROZDZIAŁU MIĘDZY
WZMOCNIENIEM A OSNOWĄ19.2.1. Włókna syntetyczne nieorganiczne
19.2.2. Elementy wzmacniające w postaci wiskersów oraz cząstek
19.3. KOMPOZYTY O OSNOWIE METALOWEJ
19.3.1. Wprowadzenie
19.3.2. Wytwarzanie kompozytów o osnowie metalowej
19.3.3. Reakcje na granicy rozdziału wzmocnicnie-osnowa
19.3.4. Właściwości mechaniczne kompozytów
19.3.5. Zastosowanie kompozytów o osnowie metalowej
20. KOMPOZYTY O OSNOWIE CERAMICZNEJ20.1. WPROWADZENIE
20.2. WYTWARZANIE KOMPOZYTÓW O OSNOWIE CERAMICZNEJ
20.3. PRZEGLĄD WAŻNIEJSZYCH KOMPOZYTÓW O OSNOWIE CERAMICZNEJ
20.3.1. Kompozyty o osnowie AI2O3
20.3.2. Kompozyty o osnowie szklisto-ceramiczncj
20.3.3. Kompozyty węglowo-węglowe
LITERATURA