ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Строение металлов из "Практика слесарного дела " В технике под металлами подразумевают как чистые металлы — элементы, так и их сплавы. Все металлы — тела кристаллические. [c.5] Первое представление о строении, или, иначе, структуре металла, можно получить по виду излома. В изломе металл состоит из различных по величине и форме кристаллов, называемых зернами (фиг. 1). [c.5] Величина и форма зерен зависит от природы металла, условий затвердевания и последующей обработки — механической или термической. Поэтому вид излома позволяет приближенно судить о качестве металла. В большинстве случаев металл с мелкозернистым строением обладает более высокими механическими свойствами, чем металл с крупнозернистым строением. Правильно закаленная сталь обладает мелкозернистым строением и, как известно, более высокими механическими свойствами по сравнению с незакаленной сталью с крупнозернистым строением. [c.5] Более полное представление о строении металла можно получить при рассмотрении с помощью лупы отшлифованной и протравленной химическими реактивами поверхности образца, называемого макрошлифом. [c.5] Наблюдаемое на поверхности макрошлифа строение металла называется макростроением или макроструктурой, а сам анализ макроструктуры — макроанализом (от греческого слова м а к р о с— крупный). [c.6] Более подробно рассмотреть структуру металла можно с помощью специального металлографического микроскопа (фиг. 4) при увеличениях от 50 до 2 тысяч раз. Для рассмотрения структуры металла с помощью микроскопа поверхность образца — микрошлифа после шлифования полируют, а затем травят химическими реактивами . [c.7] Наблюдаемая при этом структура металла называется микрострукт -рой, а сам анализ микроструктуры — микроанализом (от греческого слова м и к р о с — мелкий). [c.8] Микроанализ позволяет устанавливать степень однородности металла, нал ичие в нем микропор, микротрещин определять качество термической обработки металла, а в некоторых случаях и состав сплава. Микроанализ является одним из основных методов изучения строения и технического контроля металлов, начиная с отливки и кончая проверкой готовых деталей после их окончательной обработки. [c.8] Кристаллическое строение металлов характеризуется геометрически правильным расположением их мельчайших частиц — атомов. Такое расположение атомов происходит при переходе металла из жидкого состояния в твер -дое, т. е. при затвердевании. Поэтому процесс затвердевания называют еще процессом кристаллизации. Следовательно, процесс кристаллизации сопровождается изменением в строении металла. При кристаллизации атомы металла, имеющие беспорядочное расположение в жидком состоянии, занимают в пространстве строго определенные места. Обратное изменение происходит при переходе металла из твердого состояния в жидкое, т. е. при плавлении. [c.8] Температура, при которой в строении металла происходит какое-либо изменение, называется критической температурой или критической точкой. Изменения в строении металла происходят не только при переходе из твердого состояния в жидкое и наоборот, но и в твердом металле. На этом, в частности, основана термическая обработка металлов — закалка, отпуск и др. [c.8] Процесс кристаллизации начинается с возникновения зародышей кристаллов. Такими зародышами могут быть либо мельчайшие скопления атомов металла, либо нерастворившиеся частицы посторонних примесей. В процессе кристаллизации зародыши растут за счет уменьшения количества жидкого металл а и продвигаются навстречу друг другу. В определенный момент роста они начинают соприкасаться друг с другом, препятствовать взаимному росту и поэтому к концу затвердевания приобретают случайную внешнюю форму (фиг. 5). Такие кристаллы с неправильной формой принято называть зернами. Их наблюдают в изломе металла или при рассмотрении строения металла с помощью микроскопа. [c.8] В большинстве случаев чистые металлы по своим свойствам не удовлетворяют требований современной техники. Поэтому основное место занимают сплавы — материалы, получаемые путем сплавления металлов с металлами или металлов с неметаллами. Элементы, входя-ш,ие в состав сплава, называют компонентами сплава. Например, в оловянно-свинцовом припое компонентами являются олово и свинец. [c.9] Сплавление различных элементов в различных соотношениях позволяет получать новые металлические материалы с самыми разнообразными свойствами. Например, сплавление железа с другими элементами позволяет получать специальные стали, прочность которых в 8—10 раз выше прочности железа некоторые стали сохраняют сравнительно высокие механические свойства при нагреве до 800— 900°С. [c.9] Железо и никель — металлы, способные намагничиваться, а сплав железа с 25% никеля становится немагнитным. Известны магнитные сплавы, в состав которых входят металлы, в чистом виде не способные намагничиваться, например, алюминий и медь. Такие сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. [c.9] Сплавы обычно обладают более низкой температурой плавления, чем входящие в их состав элементы. Показательным в этом отношении является сплав из 50% висмута, 25% свинца, 12,5% олова и 12,5% кадмия. Он плавится при температуре 68 , хотя самый легкоплавкий из его компонентов — олово плавится при температуре 232°С. Ложечка из этого сплава расплавилась бы в горячем чае. [c.9] Имеются и такие сплавы, которые по своей твердости мало уступают самому твердому из известных минералов — алмазу. [c.9] Строение сплавов более сложно, чем строение чистых металлов, и определяется характером взаимодействия их компонентов при затвердевании. [c.9] Если при затвердевании компоненты сплава не образуют химических соединений и не растворяют друг друга, то получается смесь, зерен чистых компонентов. Такой сплав называют сплавом — смесью. [c.9] Если при затвердевании компоненты сплава растворяются друг в друге, образуется сплав — твердый раствор, состоящий из однородных зерен растворившихся друг в друге компонентов. [c.9] Наконец, если компоненты при затвердевании вступают в химическое взаимодействие, то образуются сплавы — химические соединения. [c.9] Вернуться к основной статье