Металловедение

[physical metallurgy] — наука о строении и свойствах металлов и сплавов. Основные задачи металловедения: создание сплавов с заданным комплексом свойств; установление закономерностей формирования структуры и свойств изделий при их отливке, обработке давлением, термообработке и других способах обработки; установлен закономерностей изменений структуры и свойств металлических материалов при эксплуатации изделий. Главное в металловедении — учение о связи практически важных свойств металлических материалов с их химическим составом и строением (структурой). Становление металловедения как науки произошло во 2-й половине XIX в. Начальник златоустовских оружейных заводов П. П. Аносов, работая над раскрытием тайны булатных клинков, в 1831 г. впервые в истории металлургии применил микроскоп для изучения строения стали. Английский петрограф Г. Сорби использовал в 1864 г. микроскоп для изучения строения железных метеоритов. Эти работы положили начало микроструктурному анализу металлов. Великий русский металлург Д. К. Чернов (1839 — 1921 гг.) открыл в 1868 г. критические точки (температуры превращения) в стали и связал с ними выбор режима термообработки для получения необходимой структуры и свойств. Это открытие оказало определяющее влияние на последующее становление и развитие науки о металлах. Французский инженер Ф. Осмонд применил изобретенную Ле-Шателье Pt|Rh-Pt термопару для установления критических точек Чернова в сталях методом термического анализа (по появлению тепловых эффектов превращения) и использовал изобретенный Ле-Шателье специализированный металл-микроскоп для выявления в отраженном свете структурных составляющих в сталях. К 90-м гг. XIX в. закончился подготовительный период в развитии металловедения. В 1892 г. Ф. Осмонд предложил называть новую науку, описывающую строение металлов и сплавов, металлографией. Последние годы XIX в. и первые два 10-летия XX в. являются периодом классической металлографии, главными методами которой были микроструктурный и термические анализы. С 1920-х гг., все шире используется рентгеноструктурный анализ для изучения атомно-кристаллического строения металлов и разнообразия фаз в металлических сплавах, а также механизма структурного измения в металлических материалах при разного вида обработках. К началу 30-х г.г. содержание науки о металлах вышло за рамки классической металлографии и получило распространение более емкое ее название — металловедение. В последующие годы в металловедении все шире используются представления физики твердого тела и физические методы исследования. С 1950-х гг. широко применяется электронная микроскопия, которая позволяет более глубоко изучить структуру металлических материалов. Для современного металловедения характерно широкое использование учения о дефектах кристаллической решетки. Между теоретическим мметалловедени и физикой металлов нет четкой границы. В теоретическом металловедении рассматриваются диаграммы состояния, структура фаз в металлических сплавах (твердых растворах, интерметаллидах и др.), механизм и кинетика кристаллизации расплава и фазового превращения в твердом состоянии, изменение структуры и свойств металлов при пластической деформации, общие закономерности влияния химического состава и структуры на механические и другие свойства.
Прикладное (техническое) металловедение изучает состав, структуры, процессы обработки и свойства металлических материалов конкретных классов (например, Fe-С-сплавов, конструкционных, нержавеющих сталей, жаропрочных, Al-, Cu-сплавов, металлокерамики и др.). В связи с развитием новых областей техники возникли задачи изучения поведения металлов и сплавов при радиационных воздействиях, весьма низких температураx, высоких давлениях и т.д.