ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПЛАВАХ - раздел Образование, КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ Чистые Металлы Характеризуются Низким Пределом Прочности, Поэтому В Технике ...
Чистые металлы характеризуются низким пределом прочности, поэтому в технике применяют главным образом их сплавы. Металлическим сплавом называют сложное вещество, полученное сплавлением (или спеканием) нескольких металлов или металлов с неметаллами. Например, мягкая медь с добавлением олова превращается в более твердую бронзу. При этом улучшаются эксплуатационные и технологические свойства металлического материала.
Для изучения процессов, происходящих в сплавах при их превращениях, а также для описания строения сплавов в металловедении используют понятия: компонент, фаза, система.
Компонентами называют вещества, образующие систему. Чистый металл представляет собой однокомпонентную систему, сплав двух металлов - двухкомпонентную систему и т.д. Компонентами могут быть металлы и неметаллы, а также устойчивые, т.е. не диссоциирующие на составные части в рассматриваемых интервалах температур вещества — химические соединения. Так, для цветных металлических сплавов компонентами могут быть металлы (например, медь с цинком образует латунь), а для черных— металлы с небольшим содержанием неметаллов (железо с углеродом — чугун, сталь).
Фазой называют однородную часть системы, имеющую одинаковый состав, одно и то же агрегатное состояние и отделенную от остальных частей системы поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав или структура вещества изменяются скачкообразно.
Совокупность фаз, находящихся в равновесии при определенных внешних условиях (давлении, температуре), называют системой. Например, однородная жидкость (расплавленный металл) является однофазной системой, при кристаллизации чистого металла система состоит из двух фаз: жидкой (расплавленный металл) и твердой (зерна закристаллизовавшегося металла). Другой пример: механическая смесь двух видов кристаллов образует двухфазную систему, так как каждый кристалл отличен по составу или строению и отделен один от другого поверхностью раздела. Сплав называют однородным (гомогенным), если его структура однофазна, и разнородным (гетерогенным), если его структура состоит из нескольких фаз. Под структурой сплава понимают видимое в микроскоп взаимное расположение фаз, их форму и размеры Компоненты в сплавах могут составлять (рис. 13) жидкие и твердые растворы, химические соединения и механические смеси.
Однородные жидкие растворы (рис. 13, а) характерны почти для всех металлов, растворяющихся друг в друге в жидком состоянии в любых соотношениях. В однородном жидком растворе атомы 1 растворимого металла (компонента) А равномерно распределены среди атомов металла В - растворителя. Лишь немногие металлы растворяются в жидком состоянии ограниченно. И только очень немногие металлы из-за большой разницы в размерах своих атомов не растворяются друг в друге в жидком состоянии. В процессе кристаллизации и затвердевания сплавов взаимодействие компонентов может быть различным.
Твердые растворы образуются в результате перехода в твердое состояние однородных жидких растворов. В твердом растворе одно из веществ, входящих в состав сплава, сохраняет присущую ему кристаллическую решетку, а другое в виде отдельных атомов распределяется в кристаллической решетке первого вещества. Твердые растворы бывают двух типов:
твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения. Независимо от типа твердые растворы однофазны.
. Структура и строение элементарной ячейки различных сплавов из двух металлов А и В: 1- атомы металла А, 2- атомы металла В, 3 - твердый раствор замещения, 4 — твердый раствор внедрения
В твердых растворах замещения часть атомов в кристаллической решетке одного из компонентов замещена атомами другого(рис. 13, б). Твердые растворы замещения образуются, например, в сплавах железа с хромом, никелем и с другими элементами. Твердые растворы замещения называют неупорядоченными твердыми растворами, поскольку атомы растворимого элемента могут замещать атомы растворителя в любых узлах решетки.
В твердых растворах внедрения атомы растворенного компонента внедряются в межатомное пространство кристаллической решетки другого компонента-растворителя(см. рис. 13, б). Твердые растворы внедрения образуются, например, в сплавах железа с водородом, азотом, бором.
Химические соединения (рис. 13, в) образуются при сплавлении различных металлов или металла с неметаллом. Соотношение чисел атомов элементов химического соединения может быть выражено формулой вида АnBm. Химическое соединение — однородное кристаллическое тело, имеет кристаллическую решетку с упорядоченным расположением атомов, которая отлична от решеток элементов, образующих это соединение. Химические соединения, как и чистые металлы, имеют постоянную температуру плавления и, как правило, обладают большой твердостью и значительной хрупкостью.
Механическая смесь(рис. 13, г) двух компонентов А и В образуется тогда, когда при кристаллизации компоненты сплава не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. Механическая смесь может состоять из зерен двух насыщенных твердых растворов или зерен твердого раствора и химического соединения. В этом случае сплав состоит из кристаллов А иВ, которые, если они достаточно крупны, отчетливо выявляются на микроструктуре. Рентгенограмма сплава отчетливо показывает наличие двух решеток компонентов А и В.
Температуры, при которых изменяется строение металлов и сплавов, называют критическими точками. При плавлении и затвердевании чистые металлы имеют одну критическую точку, а сплавы — две. В интервале между этими точками в сплавах существуют две фазы — жидкий сплав и кристаллы.
ВВЕДЕНИЕ... Используемые в технике металлы принято подразделять на две основ ные группы черные и цветные К черным металлам...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПЛАВАХ
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Типы кристаллических решеток. Твердые тела делят на кристаллические и аморфные. Кристаллические тела при нагреве остаются твердыми до определенной температуры (температуры плавлен
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
Переход из жидкого состояния в твердое (кристаллическое) называют кристаллизацией. Процессы кристаллизации зависят от температуры и протекают во времени, поэтому кривые охлаждения строятся в
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Способность металла сопротивляться воздействию внешних сил характеризуется механическими свойствами. Поэтому при выборе материала для изготовления деталей необходимо прежде всего учитывать его ме
Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
Основными компонентами, от которых зависит структура и свойства железоуглеродистых сплавов, являются железо и углерод. Чистое железо - металл серебристо-белого цвета; температура плавления 1539°С.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ ЧУГУНА И СТАЛИ
Выплавка чугуна и стали. Современное металлургическое производство чугуна и стали состоит изсложного комплекса различных производств (рис. 17).
1. Шахт и карьеров по добы
ЛЕГИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ
Для улучшения физических, химических, прочностных и технологических свойств стали легируют, вводя в их состав различные легирующие элементы (хром, марганец, никель и др.). Стали могут содержать о
АЛЮМИНИЙ И АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
Получение алюминия. Из руд для промышленного получения алюминия используют преимущественно бокситы и нефелины. Химический состав бокситов выражается формулой Na2(K2)0*Al203*2SiO2
Литейные алюминиевые сплавы.
Литейные сплавы содержат почти те же легирующие компоненты, что и деформируемые сплавы, но в значительно большем количестве (до 9—13% по отдельным компонентам). Литейные сплавы предназначены для
МЕДЬ И МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
Получение меди и еесплавов. В настоящее время медь получают из сульфидных руд, содержащих медный колчедан (CuFeS2). Обогащенный концентрат медных руд (содержащий
ТИТАН, МАГНИЙ И ИХ СПЛАВЫ
Получение титана. Титан — серебристо-белый металл с высокой механической прочностью и высокой коррозионной и химической стойкостью. Для производства титана используют рутил, ильм
ОЛОВО, СВИНЕЦ, ЦИНК И ИХ СПЛАВЫ
Олово — блестящий белый металл, обладающий низкой температурой плавления (231°С) и высокой пластичностью. Применяется в составе припоев, медных сплавов (бронза) и антифрикционных сплавов
АНТИФРИКЦИОННЫЕ СПЛАВЫ
Требования к сплавам. Антифрикционные сплавы предназначены для повышения долговечности трущихся поверхностей машин и механизмов. Трение происходит в подшипниках скольжения между ва
СПЛАВЫ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ РЕЗИСТОРОВ
Сплавы для прецизионных резисторов должны обладать низким температурным коэффициентом электросопротивления (желательно приближающимся к нулю), низкой термо-э. д. с. в паре с мед
ТЕРМОЭЛЕКТРОДНЫЕ СПЛАВЫ
Термоэлектродные сплавы применяют для изготовления термопар и компенсационных проводов. Сплавы для термопар должны обладать большой термо - э. д. с. в паре с другими металлами или
ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ
Из жаростойких сплавов изготовляют нагрузочные и нагревательные элементы. Высокая жаростойкость, т. е. длительная устойчивость против окисления и воздействия различных газов при ра
ПРОВОДА
В приборостроении проводниковые материалы применяют также в виде обмоточных и монтажных проводов.
Обмоточные провода применяют в катушечных изделиях, при изготовлении обмоток приборов, э
КОНТАКТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Электрические контакты в зависимости от их конструкции, условий эксплуатации и износа подразделяются на неподвижные, разрывные и скользящие.
К разрывным относятся к
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ КОНТАКТИРОВАНИЯ
Основной задачей теории контактирования является анализ статических и динамических процессов, происходящих на рабочей поверхности контактов. Сюда относятся вопросы определения п
ОБРАЗОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ПЛЕНОК
Пленки, возникающие на рабочей поверхности контактов, могут быть органического и неорганического происхождения. Образованию пленок способствуют электрические разряды при коммутации
НЕПОДВИЖНЫЕ КОНТАКТЫ
К неподвижным относятся контакты, предназначенные для более или менее длительного неподвижного соединения проводников. Они, в свою очередь, подразделяются на зажимные (образованны
РАЗРЫВНЫЕ КОНТАКТЫ
В зависимости от величины коммутируемого тока разрывные контакты подразделяют на мало-, средне- и высоконагруженные. Они подвергаются трем главным видам износа; эрозии, коррозии,
БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ НА ИХ ОСНОВЕ
К благородным металлам относятся: серебро, золото, платина, палладий, родий, рутений, иридий, осмий (табл. 3—14). Они имеют высокую коррозионную устойчивость в атмосфере при темпер
НЕБЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Медь и сплавы на ее основе. Медь обладает высокими тепло- и электропроводностью (на втором месте после серебра) и теплоемкостью, т. е. обладает комплексом свойств, обеспечивающи
ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ
Для изготовления контактов применяют тугоплавкие металлы: вольфрам, молибден, рений. Они имеют наибольшую температуру плавления и твердость среди металлов, применяемых для контак
ПРОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИИ
Никель имеет высокие параметры дуги, малую склонность к образованию игл при мостиковой эрозии; стоек к атмосферной коррозии и образован по сернистых пленок; не окисляется при возде
СКОЛЬЗЯЩИЕ КОНТАКТЫ
К скользящим контактам относятся подвижные контакты, в которых контактирующие части скользят друг по другу без отрыва. Такие контакты ставят в электрических машинах между кольцами
ПРЕЦИЗИОННЫЕ СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ СВОЙСТВАМИ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ
В приборостроении требуются сплавы с различными заданными значениями коэффициентов теплового расширения (табл. 1—3). Из этих сплавов представляют интерес следующие.
1. Сплавы с минималь
ПРЕЦИЗИОННЫЕ СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ УПРУГИМИ СВОЙСТВАМИ
Представляют интерес сплавы с высоким пределом упругости, применяемые для изготовления упругих чувствительных элементов приборов, с высоким неизменяющимся при изменении температуры модулем упру
ТЕРМОБИМЕТАЛЛЫ
Термобиметалл — это материал, состоящий из двух или нескольких слоев металла или сплава с различными коэффициентами теплового расширения. Слой металла или сплава (составляющая, компоне
РЕДКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Применение редких элементов (табл. 18, 19) позволяет получать сплавы с совершенно новыми, часто весьма ценными свойствами, позволяющими, в свою очередь, усовершенствовать имеющиеся
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов