Оглавление:
ОСНОВЫ ТЕОРИИ СПЛАВОВ
- Основы теории сплавов Использование чистого металла в качестве конструкционного материала довольно ограничено. Основным конструкционным материалом являются сплавы. Они обладают комплексом механических, физических и технических характеристик, которые являются более ценными, чем чистые металлы. Сплав — это материал, полученный сплавлением 2 или более элементов (компонентов).
Сплавы с металлическими свойствами, в основном полученные из металлических элементов, называются металлическими сплавами, их также получают методом порошковой металлургии (спекания), диффузии. При электролизе водных растворов некоторые элементы осаждаются на катодах. Основные понятия теории сплавов включают системы, компоненты и фазы.
Система представляет собой группу ассоциаций, назначенных для наблюдения и research. In металловедение, системы-это металлы и сплавы. Людмила Фирмаль
Компоненты, называемые овощами, образуют систему и принимаются в минимальном количестве. quantities. In металлические сплавы, компоненты могут быть элементами (металлами и неметаллами) и химическими соединениями(которые не диссоциируют при нагревании).Чистые компоненты обозначаются латинскими буквами A, B, C и D заглавными буквами. Фаза является однородной частью системы и отделена от других частей системы интерфейсом, состав, структура и характеристики которого быстро меняются с переходом. Сплавы могут быть однофазными, двухфазными, трехфазными.
В зависимости от физико-химического взаимодействия компонентов могут образовываться следующие фазы: жидкий раствор, твердый раствор и соединение Практически все металлы в жидком состоянии взаимно растворяются в произвольном соотношении, в результате чего образуются однородные жидкие растворы за счет равномерного распределения атомов одного металла по атомам другого металла. Твердый раствор представляет собой фазу, в которой один из компонентов сплава удерживает свою кристаллическую решетку, а атомы другого (или другого) компонента располагаются в решетке первого компонента (растворителя) и изменяются в размерах.
- Таким образом, твердый раствор, состоящий из 2 или более компонентов, имеет 1 вид решетки и представляет собой 1 фазу. В зависимости от характера распределения атомов элемента различают твердые растворы вставки, замещения и вычитания. В интрузивных твердых растворах атомы растворимого элемента распределяются в кристаллической решетке металлического растворителя и возникают между его атомами. Только атомы очень малого размера могут поместиться в такие пустоты.
Минимальный размер атомов составляют некоторые полуметаллы и водород, азот, углерод, бор, и они образуют интрузивный твердый раствор с металлом. В замещенном твердом растворе атомы растворимых элементов замещают атомы основного металла. Такой раствор называют неупорядоченным твердым раствором, так как чужеродный атом может заменить атом растворителя в любом месте.
Твердый раствор замещения может иметь ограниченную и неограниченную растворимость. Людмила Фирмаль
Так, в алюминии растворяется до 5,5% меди, а в земной коре-до 39% цинка. Неограниченная растворимость принадлежит компонентам системы, например Cu Ni, Cu-Li, Ag-Au, Cu-Pl, Fe-Cr, Fc-Ni. To образуя твердый раствор неограниченной растворимости, необходимо соблюдать следующие условия: компоненты должны иметь одинаковый тип кристаллической решетки. Разница в атомных размерах компонентов невелика и не должна превышать 8-15% (например, Ag и Cu-DA-0,2%, Cu и Ni LA-2,7%), компоненты должны принадлежать к одной группе или смежным группам периодической системы и иметь близкую электронно-валентную структуру атома. В некоторых сплавах при понижении температуры перестановочног
о твердого раствора может происходить процесс атомарного перераспределения, в результате которого атомы растворенных элементов занимают строго определенное место в решетке растворителя. Такие твердые растворы называются упорядоченными, их структура является надстройкой, а температура перехода в упорядоченное состояние называется точкой Курнакова. Если соотношение компонентов сплава целое, то образуется полность
ю упорядоченное Решение:1:1, 1:2.1:3 и так далее. Их можно рассматривать как промежуточную фазу между твердым раствором и compound. In в отличие от соединений, решетка растворителя сохраняется, и при нагревании выше точки Курнакова степень упорядоченности постепенно уменьшается, становясь нерегулярной. Субтрактивная формула твердый раствор образуется на основе
определенного соединения, когда к этому соединению добавляется 1 из элементов, содержащихся в его химической формуле. Атом этого элемента занимает обычное положение в решетке соединения, а место, где должен находиться Атом 2-го компонента, называется Льняное семя, пустое. Такие твердые растворы образуются, например, путем слияния химических соединений NiAl и Al. Если Фео растворяет кислород, карбид титана Tic, содержащие ті. Твердый раствор обычно обозначают строчными буквами греческого алфавита a, p, y, 8.
Химические соединения и связанные с ними фазы металлического сплава разнообразны по своей природе. Они, как правило, образованы элементами, имеющими существенные отличия в электронной структуре атомной и кристаллической решетки. Характерные особенности химических соединений： 1) кристаллическая решетка отличается от решетки компонентов, образующих соединение. 2) поддерживаются простые кратные компоненты в виде Анбм. 3) свойства соединения сильно отличаются от свойств входящих в его состав компонентов. 4) температура плавления (диссоциация) постоянна. Образование соединений сопровождается выраженным термическим эффектом. Некоторые металлы и другие соединения металлов называются
неметаллическими Талидами, а связь между атомами соответствующих интерметаллических соединений является metal. An примером является соединение Mg2 $ n, MfoPb. При образовании соединений неметаллов и металлов возникают ионные связи, например, соединений NaCl. Переходные металлы (Fe, Mn, Cr, Mo, W, V и др.) образуют углерод и карбиды, азот и нитриды, бор и бориды, водород и гидриды (железо не образует гидридов).Они имеют следующие формулы: МХ (туалет, умывальник, ВК, крестики, Нбц, олово, ВН и т. д.); M2X (W2C, Mo2C, Fe2N и др.); M4X(l’e4n. Mn4N и др.). Кристаллическая структура интерстициальной фазы определяется отношением атомного радиуса неметаллического (Rr)
к металлическому (R»).Для тех/ км <0,59 атомы металлов этих фаз расположены по одному из типов простых кристаллических решеток: кубической (К8,К12)или гексагональной (г12), в которые внедрены неметаллические атомы и занимают в них определенные отверстия. При несоблюдении эгоистических условий, таких как карбид железа, марганца и хрома, образуется соединение с более сложной решеткой, и такое соединение не считается интрузивной фазой. Многие фазы пенетрации обладают высокой прочностью, твердостью и часто
используются в стали для повышения прочности (дисперсная закаленная сталь). Кроме того, электронное соединение и фаза Давоса (LV2)называются химическими соединениями. Пример: Mg7.n2, MgCu2, CaAl2 Электронные соединения делятся на 1-валентные (Cu, Ag, Au, Li, Na) металлы или переходные группы (Fe, Mn, Co и др.) и от 2 до 5 валентностей (Be, Mg, Zn, Cd, Al и др.).
Смотрите также:
