Металлтану

Металлтану – металдық материалдардың құрамы, құрылысы, қасиеттері арасындағы өзара байланысты зерттейтін ғылым саласы.

Металлтану.

Металлтану дербес ғылыми пән ретінде XIX ғасырдың алғашқы жартысынан кейін дами бастады. Металлтану ғылымы химия, математика және физика пәндерімен тығыз байланысты. Металлтанудың негізгі міндеті – техникада қолданылатын металдар мен қорытпалардың қасиеттерін зерттеп, оларды жасанды жолмен өзгерту, сөйтіп, халық шаруашылығының әр түрлі салаларында қолданылатын сапасы жоғары немесе жасанды материалдар алу.

Металлтану ғалымдары

Орыс ғалымы П.П. Аносов (1799 – 1851) металл құрылымын микроскоп жәрдемімен зерттеу арқылы ондағы физикалық-механикалық құбылыстарды анықтады (1831). Ресей металлургы Д.К. Чернов (1839 – 1921) болатты қыздыру не салқындату кезінде онда белгілі бір температураларда фазалық ауысу құбылысы болатынын дәлелдеді (1868). Термолық жолмен әсер ету нәтижесінде байқалатын кризистік нүктелерді француз ғалымы Ф.Осмонд анықтаған (1888), У.Робертс-Остен (Англия) термологиялық талдау мен микроқұрылымдық ерекшеліктеріне қарай кейбір металдық жүйелерді тексерді (1897). Голландия ғалымы Г.В. Розебом америкалық ғалым Дж.Гиббс ашқан фазалар ережесі негізінде қорытпалардың күй диаграммасы мен қасиеттері арасындағы байланысты анықтады. XX ғасырдың басында металлтану ғылымының дамуына академик Н.С. Курнаков зор үлес қосты. Оның есімімен аталған, жоғары температураларды өлшеуге арналған тұңғыш пирометр жасалды (1903). Ол металдарды зерттеуде физикалық-химиялық талдауды (электрондық, магниттік, т.б.) қолданды. Сөйтіп, металдық жүйелердің күй диаграммаларында қорытпалар құрамының өзгеруіне сәйкес олардың физикалық-химиялық қасиеттерінің белгілі бір заңдылық (Курнаков заңдары) бойынша өзгеретіндігін ашты. Француз ғалымдары А.Портевен және М.Гарвен болаттың кризистік нүктелері мен салқындату температуралары арасындағы тәуелділікті анықтады (1918). Бұл метастабильді фазалардың пайда болуын және изотермиялық жағдайларда өтетін фазалық ауысу заңдылықтарын зерттеуге жол ашты. XX ғасырдың 20-жылдарынан бастап металлтану тәсілдерінің дамуына рентгендік құрылымдық талдау едәуір ықпал етті. Бұл тәсіл әр түрлі фазалардың кристалдық құрылымын анықтауға, фазалық ауысу, термологиялық өңдеу мен деформациялану кезіндегі құрылымдық өзгерістерді жете тексеруге мүмкіндік берді. 1928–1930 жылдары қорытпалардағы фазалық түрленулерді зерттеу бағытында Э.Бэйн, Р.Мейл (АҚШ) және Велер (Англия) көп еңбек етті. Осы кезеңде металдардың кристалдану теориясы да зерттеле бастады. XX ғасырдың 2-жартысында материалды зерттеудің құрылымдық талдау, магнитометрлік әдісі, т.б. тәсілдері ашылды. Осы кезеңнен бастап металлтанудың теориялық және қолданбалы салалары бір-бірінен ажыратыла бастады.

Физикалық металлтану

Физикалық металлтануда металдар мен қорытпалардың физикалық қасиеттері мен металдық күйлердің теориясы, кристалдану, фазалық тепе-теңдік, диффузиялық процестер, фазалық ауысу, деформациялану теориясы, т.б. мәселелер зерттелді. Металдар мен қорытпалардың теориялық есептеулер арқылы және тәжірибе жүзінде анықталған беріктік шамаларының арасындағы үйлеспеушілік дислокация теориясы тұрғысынан түсіндірілді. Металдық жүйелерді және ондағы фазалардың құрылымын талдау нәтижесінде сан алуан қорытпалар алуға болатындығы дәлелденді. Атомдардың әр түрлі дәрежеде өзара әсерлесуі себепті белгілі бір жүйелерде көптеген қосылыс түрлері түзілетіндігі және бұлардың құрылымы мен қасиеттерінің алуан түрлі болатыны анықталды. Металл қорытпаларының қатты ерітінділерінің құрамын өзгерту әрі түрлі өңдеулерден (фазалық ауысу, қайта кристалдану, металмен қаптау, легирлеу, термологиялық өңдеу, т.б.) өткізу нәтижесінде құралымдық материалдар алынды. Металдық жүйелерде қатты ерітіндіден өзге әр түрлі металдық қосылыстар, химиялық қосылыстар, механикалық қоспалар кездеседі.

Қолданбалы (яғни техникада)металлтану белгілі бір металдың құрамын, құрылымын, қасиеттерін, оларды өңдеу тәсілдерін зерттеу және пайдалану мәселелерімен айналысады. Қ.Сәтбаев атындағы ҚазӨТУ металлтану және термиялық өңдеу мамандығы бойынша инженер-металлургтер дайындайды. Республикада металлтану саласының дамуына зор үлес қосқан ғалымдар: А.Омаров, А.А. Пресняков, Р.Аубакирова, Б.Оразбаев, Қ. Исламқұлов, О.Сыздықов, Н.Бәйімбетов, т.б.

Пайдаланылған cілтемелер

• Металловедение и термическая обработка металлов, М., 1983; Сыздықов О., Металлтану және конструкциялық материалдар технологиясы, А., 2001 (авторлар ұжымымен).