Clase materiale inginerești

1.CLASE DE MATERIALE INGINERESTI:

Metalele şi aliajele cunoscute sub denumirea de materiale metalice includ: fierul , oţelurile şi fontele, aluminiul şi aliajele sale, cuprul şi aliajele sale, nichelul şi aliajele sale, titanul şi aliajele sale, magneziul, zincul şi aliajele lor, etc.

Materiale compozite: a) materiale metalice (legătură metalică, structură cristalină, bune conducătoare, deformabile plastic, slabă rezistenţă la coroziune); b) materiale ceramice (legătură ionică, structură cristalină/amorfă, slab conducătoare, nedeformabile plastic, bună rezistenţă la coroziune); c) materiale polimetrice (legătură covalentă, structură amorfă, slab conducătoare, deformabile plastic, bună rezistenţă la coroziune).

• Ceramicele sunt materiale tehnologice de vârf. Există două categorii: ceramice structurale şi ceramice funcţionale. Ceramicele sunt foarte rezistente la temperaturi înalte şi în anumite medii corozive şi au proprietăţi optice şi electrice fiind folosite la fabricarea circuitelor integrate, a fibrei optice şi a altor dispozitive cu senzori.

• Polimerii include cauciucul, masele plastice şi adezivi. Se obţin printr-un proces numit polimerizare care permite crearea unor structuri mari moleculare din molecule organice. Se disting următoarele grupe:

• plastomeri sau termoplaste, la care lanţurile moleculare nu sunt legate rigid, ei sunt ductili şi deformabili;

• elastomeri, lanţurile moleculare sunt legate rigid doar parţial,

• duromeri sau duroplastele, care sunt mai rezistenţi şi mai fragili deoarece lanţurile moleculare sunt legate rigid.

• Materialele compozite se obţin prin unirea a două sau mai multe masteriale în scopul obţinerii de proprietăţi care nu pot fi atinse de nici unul dintre materialele singulare.

MATERIALE METALICE

Turnarea: în nisip, în cochilie, în forme permanente, turnarea continuă. Metalul lichid este turnat sau injectat într-o formă care poate avea configuraţia produsului final obţinându-se o piesă turnată sau poate fi o lingotieră când se obţine un lingou.

Deformarea plastică: forjarea, tragerea, extrudarea, laminarea, ambutisarea Metalul solid este deformat sub o presiune ridicată, la cald sau la rece, pentru a se obţine produse utile.

Sudarea: cu arcul electric, prin presiune, prin frecare, prin difuzie, cu fascicul de electroni Realizarea unei îmbinări nedemontabile a materialelor utilizând încălzirea locală, presiunea sau ambele , cu sau fără folosirea unui material de adaos.

Prelucrarea prin aşchiere: strunjirea, frezarea, găurirea Îndepărtarea surplusului de material sub formă de aşchii cu ajutorul unor scule în vederea obţinerii formei, dimensiunilor şi rugozităţii suprafeţei unei piese.

Metalurgia pulberilor Pulberile metalice sunt compactate la presiuni înalte într-o formă utilă, iar ulterior sunt încălzite la temeraturi ridicate care să permită legarea particulelor.

MATERIALE CERAMICE

Turnarea Ceramice lichide sau noroaie de lichid plus ceramică solidă sunt turnate într-o formă dorită.

Compactarea: extrudare, presare, deformare izostatică Solid sau noroaie vâscoase de lichid şi ceramică solidă sunt compacte într-o formă dorită.

Sinterizarea Solide compacte sunt încălzite la temperaturi înalte pentru a se produce legarea lor.

POLIMERI

Matriţarea: prin injecţie, prin transfer Polimerul încălzit sau chiar lichid este forţat să pătrundă într-o matriţă; procesul este asemănător cu cel de turnare

Deformarea: prin filare, extrudare în vacuum Polimerul încălzit este forţat să pătrundă printr-o fantă sau în jurul unui model pentru a produce forma dorită.

COMPOZITE

Turnarea: inclusiv infiltrarea Un lichid înconjoară unul dintre constituenţi pentru a produce un compozit complet.

Deformarea Un constituent moale este forţat sub presiune să se deformeze în jurul celui de-al doilea constituent al compozitului

Îmbinarea: lipirea cu adezivi, prin explozie, prin difuzie. Cei doi constituenţi sunt îmbbinaţi prin lipire, deformare sau prin presare la temperatură înaltă.

Compactare şi sinterizare Constituenţi sub formă de pulberi sunt presaţi în forme, iar prin încălzire ulterioară se produce legarea pulberilor.

2. STRUCTURA MATERIALELOR:

Metalele şi aliajele sunt corpuri solide cristaline. Ele diferă de solidele amorfe în care atomii sunt dispuşi dezordonat, prin faptul că distribuţia atomilor este ordonată, prezentând o periodicitate în cele trei direcţii spaţiale. DESEN structura cristalina.

Unele elemente metalice dar şi unele nemetalice, prezintă mai multe tipuri de reţele cristaline. Însuşirile unor elemente de a prezenta reţele cristaline diferite, în diferite intervale de temperatură, poartă denumirea de polimorfism, iar stările respective se numesc stări alotropice. Prezintă transformări alotropice câteva metale din grupele principale ale sistemului periodic (Ca, Sr, Ga, In, Sn) dar majoritatea metalelor care prezintă transformări alotropice aparţin grupelor secundare ale sistemului periodic respectiv metale de tranziţie, lantanide şi actinide (Mn, Fe, Co, Ti, Ce, ş.a.). Stările alotropice se notează cu litere greceşti : a, b, g etc., aceste litere scriindu-se alături de simbolul metalului care suferă transformări alotropice (Fea, Feb, Sna, Snb etc.).