МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

наука, изучающая связи состава, строения и свойств металлов и сплавов, а также закономерности их изменения при тепловых, механических, физико-химических и др. видах воздействия. М. — научная основа изысканий состава, способов изготовления и обработки металлических материалов с разнообразными механическими, физическими и химическими свойствами. Уже народам древнего мира было известно получение металлических сплавов (бронзы (См. Бронза) и др.), а также повышение твёрдости и прочности стали посредством закалки (См. Закалка). Как самостоятельная наука М. возникло и оформилось в 19 в., вначале под названием металлографии (См. Металлография). Термин «М.» введён в 20-х гг. 20 в. в Германии, причём было предложено сохранить термин «металлография» только для учения о макро- и микроструктуре металлов и сплавов. Во многих странах М. по-прежнему обозначают термином «металлография», а также называют «физической металлургией». Возникновение М. как науки было обусловлено потребностями техники. В 1831 П. П. Аносов,разрабатывая способ получения Булата,изучал под микроскопом строение отполированной поверхности стали, предварительно протравленной кислотой. В 1864 Г. К. Сорби произвёл подобные же исследования микроструктуры железных метеоритов и образцов стали, применив при этом микрофотографию. В 1868 Д. К. Чернов указал на существование температур, при которых сталь претерпевает превращения при нагревании и охлаждении (критические точки). Эти температуры измерил Ф. Осмонд (1888) при помощи термоэлектрического термометра, изобретённого А.Ле Шателье. У. Робертс-Остен (Великобритания) исследовал методами термического анализа (См. Термический анализ) и микроструктуры нескольких двойных металлических систем, в том числе Железоуглеродистые сплавы (1897). Его результаты критически пересмотрел в 1900 с точки зрения фаз правила (См. Фаз правило),теоретически выведенного Дж. У. Гиббсом (1873—76), Г. В. Розебом. Ле Шателье значительно улучшил технику изучения микроструктуры. Н. С. Курнаков сконструировал самопишущий пирометр (1903) и на основе изучения ряда металлических двойных систем совместно с сотрудниками (С. Ф. Жемчужным (См. Жемчужный),Н. И. Степановым,Г. Г. Уразовыми др.) установил закономерности, явившиеся основой учения о сингулярных точках и физико-химического анализа. С 1903 диаграммы состояния металлических сплавов изучал Г. Тамман с сотрудниками. В России А. А. Байков исследовал явления закалки сплавов (1902), значительно улучшил методику М. введением автоматической записи дифференциальных кривых нагревания и охлаждения (1910) и травления микрошлифов при высокой температуре (1909). Байков основал в Петербургском политехническом институте первую в России учебную лабораторию М., в которой работали Н. Т. Гудцов,Г. А. Кащенко, М. П. Славинский, В. Н. Свечников и др. Пионерами применения М. в заводской практике были А. А. Ржешотарский,создавший лабораторию М. на Обуховском заводе (1895), и Н. И. Беляев,основавший такую же лабораторию на Путиловском заводе (1904). В 1908 А. М. Бочвар организовал в Высшем техническом училище первую в Москве металлографическую лабораторию, в которой работали И. И. Сидорин, А. А. Бочвар,С. М. Воронов и др. специалисты в области М. цветных металлов.

В 1918 А. Портевен и М. Гарвен (Франция) установили зависимость критических точек стали от скорости охлаждения. С 1929—30 начались исследования превращений в стали в изотермических условиях (Э. Давеппорт и Э. Бейн, Р. Мейл в США, С. С. Штейнберг,Н. А. Минкевич в СССР, Ф. Вефер в Германии и др.). Одновременно развивалась физическая теория кристаллизации (См. Кристаллизация) металлов, экспериментальные основы которой были заложены в начале 20 в. Тамманом (Я. И. Френкель,В. И. Данилов в СССР, М. Фольмер в Германии, И. Странский в Болгарии).

Исключительную роль в развитии М. играл начиная с 20-х гг. 20 в. Рентгеноструктурный анализ,который позволил определить кристаллическую структуру различных фаз, описать её изменения при фазовых переходах (См. Фазовый переход), термической обработке (См. Термическая обработка) и деформации (См. Деформация) (структуру Мартенсита, изменения структуры твёрдых растворов при их распаде и т.д.). В этой области важнейшее значение имели работы Г. В. Курдюмова,С. Т. Конобеевского (См. Конобеевский), Н. В. Агеева и др., а за рубежом — А. Вестгрена (Швеция), У. Юм-Розери (Великобритания), У. Делингера, В. Кёстера (Германия) и др. Курдюмов, в частности, разработал теорию закалки и отпуска стали и исследовал основные типы фазовых превращений в твёрдом состоянии («нормальные» и мартенситные). В 20-х гг. А. Ф. Иоффе и Н. Н. Давиденков положили начало теории прочности (См. Прочность) кристаллов. Теория фазовых превращений, изучение атомно-кристаллического и электронного строения металлов и сплавов, природы механических, тепловых, электрических и магнитных свойств металлов были новыми этапами в истории М. как пограничной науки между физической химией и физикой твёрдого тела (см. Металлофизика).

Развитие М. во 2-й половине 20 в. характеризуется значительным расширением методических возможностей. Кроме рентгеноструктурного анализа, для изучения атомнокристаллического строения металлов применяют электронную микроскопию (См. Электронная микроскопия),которая позволяет изучать локальные изменения строения сплавов, взаимное расположение структурных составляющих и несовершенства кристаллического строения (см. Дефекты в кристаллах). Существенное значение имеют методы электронной дифракции, нейтронографии (См. Нейтронография),радиоизотопных индикаторов, внутреннего трения, микрорентгеноспектрального анализа, калориметрии (См. Калориметрия),магнитометрии и др.

М. условно разделяется на теоретическое, рассматривающее общие закономерности строения и процессов, происходящих в металлах и сплавах при различных воздействиях, и прикладное (техническое), изучающее основы технологических процессов обработки (термическая обработка, литьё, обработка. давлением) и конкретные классы металлических материалов.

Основные разделы теоретического М.: теория металлического состояния и физических свойств металлов и сплавов, кристаллизация, фазовые равновесия в металлах и сплавах, диффузия в металлах и сплавах, фазовые превращения в твёрдом состоянии, физическая теория процессов пластической деформации, упрочнения, разрушения и рекристаллизации. Содержание теоретического М. в значительной мере связано с металлофизикой.

Теория металлического состояния рассматривает металл как совокупность электронов, движущихся в периодическом поле положительных ионов (см. Металлы). На основе учёта сил межатомного взаимодействия оценена теоретическая прочность металлических монокристаллов, которая в 100—1000 раз больше практической. Электрическое сопротивление металлов рассматривается как следствие нарушений идеального расположения атомов в кристаллической решётке, обусловленных её колебаниями, наличием статических дефектов и примесей. В зависимости от особенностей межатомного взаимодействия возникают различные фазы: упорядоченные твёрдые растворы, электронные соединения, фазы внедрения, сигма-фазы и т.д. Развитие электронной теории металлов и сплавов сыграло большую роль в создании сплавов с особыми физическими свойствами (сверхпроводящих, магнитных и др.).

Кристаллизация металлов характеризуется большими значениями скорости зарождения центров кристаллизации и скорости роста кристаллов при малом интервале переохлаждений, в котором происходит затвердевание. Строение реального металлического слитка определяется закономерностями кристаллизации, условиями теплоотвода, а также влиянием примесей. Механизм эвтектической кристаллизации сплавов был изучен А. А. Бочваром (1935).

Один из важнейших разделов теоретического М. — изучение фазовых равновесий в сплавах. Построены диаграммы состояния (См. Диаграмма состояния) для многих двойных, тройных и более сложных систем и установлены температуры фазовых переходов. При определённых условиях (например, быстром охлаждении) могут возникать метастабильные состояния с относительным, при данных термодинамических условиях, минимумом свободной энергии. Наиболее важные примеры таких состояний — Мартенсит стали и пересыщенные твёрдые растворы металлов (например, Al — Cu). Кинетика фазовых превращений и условия возникновения метастабильных состояний определяются степенью отклонения системы от равновесия, подвижностью атомов (характеристики диффузии (См. Диффузия)),структурным и химическим соответствием возникающих и исходных фаз.

Превращения в твёрдом состоянии (фазовые превращения) в условиях сильного межатомного взаимодействия в кристаллических фазах сопровождаются возникновением полей напряжений. При некоторых условиях и наличии полиморфных модификаций (см. Полиморфизм)наблюдается упорядоченная перестройка кристаллической решётки на границе фаз (Мартенситное превращение). В области температур, при которых быстро происходят релаксационные процессы, образование кристаллов новой фазы может протекать путём неупорядоченных диффузионных переходов отдельных атомов («нормальное» превращение). Для М. железных сплавов большое значение имеют кинетические диаграммы превращений Аустенита.В металлических сплавах часто протекают процессы распада пересыщенных твёрдых растворов. Во многих случаях наиболее существенные изменения свойств происходят до возникновения при распаде второй фазы. Рентгенографические исследования показали, что эти изменения связаны с процессами перераспределения атомов в решётке матрицы, образованием обогащенных зон внутри матрицы (см. Старение металлов). Равновесия и кинетика фазовых превращений могут в значительной мере изменяться в результате воздействия высоких давлений. В связи с проявлением сил химического взаимодействия между атомами различных элементов в ненасыщенных твёрдых растворах могут также происходить процессы перераспределения атомов элементов. Упорядоченное расположение атомов в определённых узлах кристаллической решётки возникает в твёрдых растворах замещения (например, Cu — Al) и внедрения (мартенсит, Ta — О и т.д.). В некоторых случаях появляются внутрифазовые неоднородности — сегрегации.

Важное значение для развития М. имеет физическая теория пластической деформации и дефектов кристаллического строения. Расхождение между теоретически вычисленными и наблюдаемыми на опыте значениями прочности привело в 1933—34 к предположению о наличии в кристаллах особых дефектов (несовершенств) — дислокаций (См. Дислокации),перемещение которых под действием сравнительно малых сил осуществляет пластическую деформацию. Экспериментальные исследования, проведённые различными методами и особенно дифракционной электронной микроскопией тонких фольг, подтвердили наличие дислокаций. Методы внутреннего трения и др. позволили выяснить роль точечных дефектов (вакансий (См. Вакансия)). Наличие вакансий влияет на физические свойства кристаллов и играет важную роль в диффузионных процессах при термообработке, отдыхе металлов (См. Отдых металлов), рекристаллизации металлов (См. Рекристаллизация), спекании и т.д. Изучение свойств бездефектных нитевидных кристаллов (См. Нитевидные кристаллы) доказало правильность теоретической оценки прочности. В практически важных случаях повышение прочности достигается увеличением плотности дислокаций (например, пластической деформацией, мартенситным превращением при закалке или их сочетанием). Примеси могут скапливаться у дислокаций и блокировать их. Одно из наиболее ярких проявлений влияния реальной структуры на процессы в металлах и сплавах — различия в скорости диффузии и распределении элементов по границам и объёму поликристаллов. В некоторых случаях очень малые примеси изменяют скорость граничной диффузии. Поскольку многие процессы распада твёрдых растворов начинаются преимущественно в приграничных областях, малые примеси могут существенно изменять кинетику этих процессов и конечную структуру. Взаимодействие дислокации с примесями внедрения (в железе — углерод и азот) — одна из главных причин хладноломкости (См. Хладноломкость) металлов с объёмноцентрированной кубической решёткой. Движением и взаимодействием дислокаций определяется протекание упрочнения (См. Упрочнение) металлов, разупрочнения, ползучести (См. Ползучесть), полигонизации, рекристаллизации и др. процессов. Наиболее эффективные средства изменения структуры и свойств металлических материалов — Легирование, термическая обработка, поверхностное упрочнение, Химико-термическая обработка, Термомеханическая обработка.

Содержанием прикладного (технического) М. является изучение состава, структуры, процессов обработки и свойств различных конкретных классов металлических материалов (например, железоуглеродистых сплавов, конструкционной стали, нержавеющей стали, жаропрочных сплавов, алюминиевых сплавов, магниевых сплавов, металлокерамики). В связи с развитием новых областей техники возникли задачи изучения поведения металлов и сплавов при радиационных воздействиях, весьма низких температурах, высоких давлениях и т.д.

Лит.:Бунин К. П., Железоуглеродистые сплавы, К. — М., 1949; физические основы металловедения, М., 1955; Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960; Лившиц Б. Г., Металлография, М., 1963; Физическое металловедение, пер с англ., в. 1—3, М. 1967—68.

Р. И. Энтин.

Образец металлогенической карты.

металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связи состава строения и свойств металлов и сплавов а также закономерности их изменения при тепловых механич. физикохим. и др. видах воздей...Большая советская энциклопедия
металловедение—с. metallografia f Итальянорусский словарь. Синонимы материаловедение...Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
металловедение—с.metalologa f...Большой русско-испанский словарь
металловедение—с. tude f des mtaux...Большой русско-французский словарь
металловедение—с.tude f des mtaux материаловедение...Большой французско-русский и русско-французский словарь
металловедение—наука изучающая связь между составом строением и сввами металлов и сплавов а также их изменения при разл. внеш. воздействиях тепловом механич. хим. и т. д. Осн. практич. ...Большой энциклопедический политехнический словарь
металловедение—наука изучающая связь между составом строением исвойствами металлических материалов закономерности их изменений примеханических тепловых химических и др. видах воздействи...Большой энциклопедический словарь II
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлических материалов закономерности их изменений при механических тепловых химических и др....Большой энциклопедический словарь III
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлических материалов закономерности их изменений при механических тепловых химических и др...Большой Энциклопедический словарь V
металловедение—наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлич. материалов закономерности их изменений при механич. тепловых хим. и др. видах воздействия. Науч. осн...Естествознание. Энциклопедический словарь
металловедение—наука изучающая связь между составом структурой и свойствами металлических материалов их изменения при тепловых деформационных и физикохимических воздействиях. Научная ос...Иллюстрированный энциклопедический словарь
металловедение—я ср.em Наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлов и сплавов а также их изменения при различных внешних воздействиях тепловом механическом химич...Малый академический словарь
металловедение—корень МЕТАЛЛ соединительная гласная О корень ВЕД суффикс ЕНИ окончание Е Основа слова МЕТАЛЛОВЕДЕНИВычисленный способ образования слова Суффиксальныйи сложение осно...Морфемный разбор слова по составу
металловедение—Начальная форма Металловедение винительный падеж слово обычно не имеет множественного числа единственное число неодушевленное средний род...Морфологический разбор существительных
металловедение—металлтану...Мұнай-газ терминдерінің орысша-қазақша сөздігі
металловедение—металловедение ср. Научная дисциплина изучающая строение и свойства металлов и металлических сплавов связь этих свойств между собою и законы их изменения под влиянием вн...Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
металловедение—металловедение металловедение я...Орфографический словарь
металловедение—u сu Пр.u о металловедении материаловедение...Орфографический словарь русского языка
металловедение—металтану...Орысша-қазақша «Көлік және қатынас жолдары» терминологиялық сөздік
металловедение—металтану...Орысша-қазақша «Энергетика» терминологиялық сөздік
металловедение—thorie des mtaux mtallurgie physique...Политехнический русско-французский словарь
металловедение—металловедение металловедения металловедения металловедений металловедению металловедениям металловедение металловедения металловедением металловедениями металловедении м...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
металловедение—Орфографическая запись слова металловедение Ударение в слове металловедение Деление слова на слоги перенос слова металловедение Фонетическая транскрипция слова металловед...Полный фонетический разбор слов
металловедение—металловедение яСинонимы материаловедение...Русский орфографический словарь
металловедение—Ср metalnaslq....Русско-азербайджанский словарь
металловедение—металловедение n english metal science physical metallurgy deutsch Metallkunde f franais mtallurgie f physique Синонимы материаловедение...Русско-английский (-немецком, -французский) металлургический словарь
металловедение—metallurgy...Русско-английский машиностроительный словарь
металловедение—adaptive metallurgy physical metallurgy metallurgy металловедение с.uphysical metallurgy metal science metal science материаловедение...Русско-английский политехнический словарь
металловедение—металловедение с.iphysical metallurgy...Русско-английский словарь
металловедение—general metallurgy metal science physical metallurgy Синонимы материаловедение...Русско-английский словарь по машиностроению
металловедение—с.physical metallurgy metal science...Русско-английский словарь по физике
металловедение—adaptive metallurgy physical metallurgy metallurgy...Русско-английский словарь по электронике
металловедение—ampLTmetal.ampGT metal research metallography physical metallurgyСинонимы материаловедение...Русско-английский технический словарь
металловедение—Металазнаства...Русско-белорусский словарь
металловедение—металазнаства ср.i...Русско-белорусский словарь II
металловедение—металазнаuства ва...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
металловедение—металазнаства ва...Русско-белорусский физико-математический словарь
металловедение—с. metallografia f teoria f dei metalli metallurgia f fisica...Русско-итальянский политехнический словарь
металловедение—. Синонимы материаловедение...Русско-китайский словарь
металловедение—metlu mcba...Русско-латышский словарь
металловедение—metalotyra...Русско-литовский словарь
металловедение—Metallkunde...Русско-немецкий политехнический словарь
металловедение—Metallkunde Metallogie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
металловедение—Metallkunde Metallogie...Русско-немецкий химический словарь
металловедение—metallre материаловедение...Русско-норвежский словарь
металловедение—с металлар белеме...Русско-татарский словарь
металловедение—metallshunoslik...Русско-узбекский словарь Михайлина
металловедение—наук. техн. физ. металознавство Синонимы материаловедение...Русско-украинский политехнический словарь
металловедение—nauka o kovech...Русско-чешский словарь
металловедение—Metallipetus...Русско-эстонский словарь
металловедение—металловедениеСинонимы материаловедение...Русское словесное ударение
металловедение—металловедение материаловедение...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
металловедение—металловедение сущ. колво синонимов материаловедение Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы материаловедение...Словарь синонимов II
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связь между составом структурой и свойствами металлических материалов их изменения при тепловых деформационных и физикохимических воздейств...Современная энциклопедия
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлических материалов закономерности их изменений при механических тепловых химических и др....Современный энциклопедический словарь
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ я ср. Наука о строении и физических свойствахметаллов и сплавов. II прил. металловедческий ая ое....Толковый словарь Ожегова
металловедение—металловедение металловедение я ср. Наука о строении и физических свойствах металлов и сплавов.прил. металловедческий ая ое....Толковый словарь русского языка II
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ я ср. Наука о строении и физических свойствах металлов и сплавов. прилагательное металловедческий ая ое....Толковый словарь русского языка
металловедение—Ударение в слове металловедениеУдарение падает на букву еБезударные гласные в слове металловедение...Ударение и правописание
металловедение—Rzeczownik металловедение n metaloznawstwo n...Универсальный русско-польский словарь
металловедение—металловедение металловедения металловедения металловедений металловедению металловедениям металловедение металловедения металловедением металловедениями металловедении м...Формы слова
металловедение—Ендова Елена Еле Едва Еда Евмен Евина Ева Дотла Дотемна Дот Донат Дон Домна Доминат Домина Домен Дома Дом Долм Долл Долина Долее Доле Дол Доение Дно Днем Длина Дит Дион Д...Электронный словарь анаграмм русского языка
металловедение—МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ наука изучающая связь между составом строением и свойствами металлических материалов закономерности их изменений при механических тепловых химических и др...Энциклопедический словарь естествознания
металловедение—[physical metallurgy] наука о строении и свойствах металлов и сплавов. Основные задачи металловедения создание сплавов с заданным комплексом свойств установление законом...Энциклопедический словарь по металлургии