Sayansi ya Nyenzo na Teknolojia ni mojawapo ya taaluma muhimu zaidi kwa takriban wanafunzi wote wanaosomea uhandisi wa ufundi. Uundaji wa maendeleo mapya yanayoweza kushindana katika soko la kimataifa hauwezekani kufikiria na kutekeleza bila ufahamu wa kina wa somo hili.
Kusoma aina mbalimbali za malighafi na sifa zake ni mwendo wa sayansi ya nyenzo. Sifa anuwai za nyenzo zinazotumiwa huamua mapema anuwai ya matumizi yao katika uhandisi. Muundo wa ndani wa chuma au aloi ya mchanganyiko huathiri moja kwa moja ubora wa bidhaa.
Sifa za Msingi
Sayansi ya Nyenzo na Teknolojia ya Vifaa vya Muundo inaangazia sifa nne muhimu zaidi za chuma au aloi yoyote. Kwanza kabisa, haya ni vipengele vya kimwili na vya mitambo vinavyowezesha kutabiri sifa za uendeshaji na teknolojia za bidhaa za baadaye. Mali kuu ya mitambohapa ni nguvu - inathiri moja kwa moja kutoharibika kwa bidhaa ya kumaliza chini ya ushawishi wa mizigo ya kazi. Mafundisho ya uharibifu na nguvu ni moja ya vipengele muhimu zaidi vya kozi ya msingi "sayansi ya nyenzo na teknolojia". Sayansi hii inaunda msingi wa kinadharia wa kupata aloi za muundo sahihi na vifaa vya utengenezaji wa sehemu zilizo na sifa za nguvu zinazohitajika. Vipengele vya teknolojia na uendeshaji huwezesha kutabiri tabia ya bidhaa iliyokamilishwa chini ya kazi na mizigo mikubwa, kuhesabu vikomo vya nguvu, na kutathmini uimara wa utaratibu mzima.
Nyenzo Kuu
Katika karne zilizopita, chuma kimekuwa nyenzo kuu ya kuunda mashine na mitambo. Kwa hiyo, nidhamu "sayansi ya vifaa" hulipa kipaumbele kikubwa kwa sayansi ya chuma - sayansi ya metali na aloi zao. Mchango mkubwa katika maendeleo yake ulifanywa na wanasayansi wa Soviet: Anosov P. P., Kurnakov N. S., Chernov D. K. na wengine.
Malengo ya Sayansi ya Nyenzo
Misingi ya sayansi ya nyenzo inahitajika kuchunguzwa na wahandisi wa siku zijazo. Baada ya yote, dhumuni kuu la kujumuisha taaluma hii katika mtaala ni kufundisha wanafunzi wa uhandisi kufanya chaguo sahihi la nyenzo za bidhaa zilizoundwa ili kupanua maisha yao ya huduma.
Kufikia lengo hili kutasaidia wahandisi wa siku zijazo kutatua matatizo yafuatayo:
- Tathmini kwa usahihi sifa za kiufundi za nyenzo kwa kuchanganua hali ya utengenezajibidhaa na maisha yake muhimu.
- Kuwa na mawazo ya kisayansi yaliyoundwa vyema kuhusu uwezekano halisi wa kuboresha sifa zozote za chuma au aloi kwa kubadilisha muundo wake.
- Fahamu kuhusu njia zote za kuimarisha nyenzo ambazo zinaweza kuhakikisha uimara na utendakazi wa zana na bidhaa.
- Kuwa na ufahamu wa kisasa wa makundi makuu ya nyenzo zinazotumika, sifa za vikundi hivi na upeo.
Maarifa ya lazima
Kozi ya "Sayansi ya Nyenzo na Teknolojia ya Nyenzo za Muundo" inakusudiwa wanafunzi ambao tayari wanaelewa na wanaweza kueleza maana ya sifa kama vile mkazo, mzigo, ubadilikaji wa plastiki na elastic, hali ya ujumlishaji wa jambo, atomiki- muundo wa kioo wa metali, aina za vifungo vya kemikali, mali ya msingi ya kimwili ya metali. Katika mchakato wa kusoma, wanafunzi hupata mafunzo ya kimsingi, ambayo yatakuwa muhimu kwao kushinda taaluma za wasifu. Kozi za juu zaidi hushughulikia michakato na teknolojia mbalimbali za utengenezaji, ambapo sayansi ya nyenzo na teknolojia huchukua jukumu muhimu.
Nani anafanya kazi?
Maarifa ya vipengele vya muundo na sifa za kiufundi za metali na aloi yatafaa kwa mwanateknolojia, mhandisi au mbuni anayefanya kazi katika nyanja ya uendeshaji wa mashine na mitambo ya kisasa. Wataalamu katika uwanja wa teknolojia mpya ya vifaa wanaweza kupata nafasi yao ya kazi katika uhandisi, magari, anga,sekta ya nishati na anga. Hivi karibuni, kumekuwa na uhaba wa wataalam wenye stashahada ya sayansi ya nyenzo na teknolojia katika sekta ya ulinzi na fani ya maendeleo ya mawasiliano.
Maendeleo ya sayansi ya nyenzo
Kama taaluma tofauti, sayansi ya nyenzo ni mfano wa sayansi ya kawaida inayotumika ambayo inaeleza muundo, muundo na sifa za metali mbalimbali na aloi zake chini ya hali tofauti.
Uwezo wa kuchimba chuma na kutengeneza aloi mbalimbali ulipatikana na mtu wakati wa mtengano wa mfumo wa jumuia wa awali. Lakini kama sayansi tofauti, sayansi ya vifaa na teknolojia ya nyenzo ilianza kusomwa zaidi ya miaka 200 iliyopita. Mwanzo wa karne ya 18 ni kipindi cha uvumbuzi wa ensaiklopidia wa Kifaransa Réaumur, ambaye alikuwa wa kwanza kujaribu kuchunguza muundo wa ndani wa metali. Masomo kama hayo yalifanywa na mtengenezaji wa Kiingereza Grignon, ambaye mnamo 1775 aliandika ripoti fupi juu ya muundo wa safu aliyogundua, ambayo huundwa wakati wa uimarishaji wa chuma.
Katika Milki ya Urusi, kazi za kwanza za kisayansi katika uwanja wa madini zilikuwa za M. V. Lomonosov, ambaye katika mwongozo wake alijaribu kueleza kwa ufupi kiini cha michakato mbalimbali ya metallurgiska.
Sayansi ya chuma ilipiga hatua kubwa mwanzoni mwa karne ya 19, wakati mbinu mpya za kusoma nyenzo mbalimbali zilipoundwa. Mnamo 1831, kazi za P. P. Anosov zilionyesha uwezekano wa kuchunguza metali chini ya darubini. Baada ya hapo, wanasayansi kadhaa kutoka nchi kadhaa walithibitisha kisayansimabadiliko ya kimuundo katika metali wakati wa kupoeza kwao mfululizo.
Miaka mia moja baadaye, enzi ya darubini ya macho imekoma kuwepo. Teknolojia ya nyenzo za kimuundo haikuweza kufanya uvumbuzi mpya kwa kutumia njia za kizamani. Optics imebadilishwa na umeme. Sayansi ya metali ilianza kutumia njia za elektroniki za uchunguzi, haswa, diffraction ya neutroni na diffraction ya elektroni. Kwa msaada wa teknolojia hizi mpya, inawezekana kuongeza sehemu za metali na aloi hadi mara 1000, ambayo ina maana kwamba kuna sababu nyingi zaidi za hitimisho la kisayansi.
Maelezo ya kinadharia kuhusu muundo wa nyenzo
Katika mchakato wa kusoma taaluma, wanafunzi hupokea maarifa ya kinadharia kuhusu muundo wa ndani wa metali na aloi. Mwishoni mwa kozi, wanafunzi wanapaswa kuwa wamepata ujuzi na uwezo ufuatao:
- kuhusu muundo wa ndani wa fuwele wa metali;
- kuhusu anisotropi na isotropi. Ni nini husababisha sifa hizi, na jinsi zinavyoweza kuathiriwa;
- kuhusu kasoro mbalimbali katika muundo wa metali na aloi;
- kuhusu mbinu za kusoma muundo wa ndani wa nyenzo.
Masomo ya vitendo katika taaluma ya sayansi ya nyenzo
Idara ya Sayansi ya Nyenzo inapatikana katika kila chuo kikuu cha ufundi. Wakati wa kozi fulani, mwanafunzi husoma mbinu na teknolojia zifuatazo:
Misingi ya madini - historia na mbinu za kisasa za kuzalisha aloi za chuma. Uzalishaji wa chuma na chuma katika tanuu za kisasa za mlipuko. Kumwaga chuma na chuma cha kutupwa, njia za kuboresha ubora wa bidhaauzalishaji wa metallurgiska. Uainishaji na kuashiria chuma, sifa zake za kiufundi na za kimwili. Kuyeyusha kwa metali zisizo na feri na aloi zake, uzalishaji wa alumini, shaba, titani na metali nyingine zisizo na feri. Vifaa vilivyotumika
- Misingi ya sayansi ya nyenzo ni pamoja na utafiti wa uzalishaji wa kiwanda, hali yake ya sasa, mifumo ya jumla ya kiteknolojia ya kutengeneza uigizaji.
- Nadharia ya ubadilikaji wa plastiki, ni tofauti gani kati ya ubadilikaji baridi na moto, ugumu wa kazi ni nini, kiini cha kukanyaga moto, mbinu baridi za kukanyaga, aina mbalimbali za uwekaji chapa.
- Kughushi: kiini cha mchakato huu na shughuli kuu. Je, ni bidhaa gani za rolling na zinatumiwa wapi, ni vifaa gani vinavyohitajika kwa rolling na kuchora. Jinsi bidhaa zilizokamilishwa hupatikana kwa kutumia teknolojia hizi, na mahali zinapotumika.
- Uzalishaji wa kulehemu, sifa zake za jumla na matarajio ya maendeleo, uainishaji wa mbinu za kulehemu kwa nyenzo mbalimbali. Michakato ya kifizikia-kemikali ya kupata welds.
- Nyenzo zenye mchanganyiko. Plastiki. Njia za kupata, sifa za jumla. Njia za kufanya kazi na vifaa vya mchanganyiko. Matarajio ya maombi.
Maendeleo ya kisasa ya sayansi ya nyenzo
Hivi karibuni, sayansi ya nyenzo imepata msukumo mkubwa wa maendeleo. Haja ya nyenzo mpya ilifanya wanasayansi wafikirie juu ya kupata metali safi na ya hali ya juu, kazi inaendelea kuundamalighafi mbalimbali kulingana na sifa zilizohesabiwa awali. Teknolojia ya kisasa ya vifaa vya miundo inaonyesha matumizi ya vitu vipya badala ya chuma cha kawaida. Uangalifu zaidi hulipwa kwa matumizi ya plastiki, keramik, nyenzo za mchanganyiko ambazo zina vigezo vya nguvu vinavyoendana na bidhaa za chuma, lakini hazina hasara zake.
