ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие сведения о строении сплавов из "Технология металлов " Большинство технически важных металлических материалов представляет собой не чистые металлы, а сплавы, состоящие из нескольких химических элементов. В зависимости от числа вхо-дящих в них элементов сплавы называются двойными, тройными и т. д. [c.123] Сплавы, содержащие более трех элементов, считаются сложными. В наименовании сплава элементы обычно перечисляются в порядке убывания их содержания. Например, двойные сплавы меди с никелем, содержащие меди больше, чем никеля, называются медноникелевыми сплавами, а сплавы, содержащие никеля больше, чем меди, — никелемедными. Ряд сплавов из одних и тех же элементов, взятых в разных пропорциях, составляет металлическую систему. [c.123] Зная свойства каждого из элементов, нельзя точно предугадать свойства разных составленных из них сплавов. Чтобы судить об общих физических и химических свойствах сплава и о применении его при различных условиях работы, необходимо проследить за процессом образования структуры при охлаждении сплавов различного состава. [c.123] Зависимость состояния сплава от температуры и содержания, составляющих частей изображают наглядно, графически, в виде так называемых диаграмм состояния металлических систе м./Для построения такой диаграммы по оси абсцисс откладывают концентрацию элементов (в процентах), из которых состоит сплав, а по оси ординат — температуры, при которых происходят превращения в сплаве. [c.123] Выше уже указывалось на нескольких примерах, что физические и технические свойства сплавов резко отличаются от свойств элементов, входящих в сплав. Простой зависимости изменения свойств сплава от содержания в нем металлов нет. Например, если удельная электропроводность меди равна 60, а алюминия 37, то сплав из 92% Си и 8% А1 будет иметь электропроводность не 58, как среднеарифметическое, а лишь 5, т. е. меньше почти в 12 раз. То же можно сказать о температуре плавления и других характерных свойствах. [c.123] КОЙ вид будет иметь диаграмма состояния соответствующей системы. Подробные диаграммы состояния строят на основании опытных данных, полученных при исследованиях сплавов различными методами. [c.124] В технике применяют сплавы, состоящие обычно из таких элементов, которые в расплавленном виде взаимно растворимы. Застывание таких сплавов протекает различно, в зависимости от того, в каком взаимоотношении находятся сплавляемые металлы. [c.124] Можно получить сплавы металлов как с металлами (например, железа с марганцем), так и с неметаллами (например, железа с углеродом, кремнием). [c.124] Металлический сплав в твердом состоянии может состоять из кристаллов чистых металлов, образующих механическую-смесь, кристаллов химического соединения и, наконец, кристаллов твердого раствора. Могут образоваться и комбинации из этих трех типов кристаллов. [c.124] Если в жидком состоянии металлы взаимно не растворимы (например, свинец и железо, свинец и алюминий), то после расплавления они образуют два слоя, из которых верхний состоит из металла с меньшим удельным весом, а нижний — с большим, и затвердевают раздельно. Их можно механическим путем отделить один от другого. Такие сплавы почти не находят применения в технике. [c.124] Другое дело, когда в механической смеси кристаллы одного металла равномерно распределены среди кристаллов другого. Такие сплавы в технике используются например, свинцовая бронза из меди и свинца применяется как хороший антифрикционный сплав. [c.124] Цементит имеет свою особую кристаллическую решетку — орторомбическую у железа она — кубическая, а у углерода (графита) — гексагональная. [c.124] Химическое соединение нельзя разделить на элементы механическим путем. Свойства его резко отличаются от свойств элементов, его образующих (например, мягкое, очень вязкое, чистое железо и мягкий углерод дают твердый хрупкий цементит). [c.124] Под микроскопом химическое соединение имеет однородную структуру, как и чистый металл. [c.125] Твердые растворы получаются из металлов взаимнорастворимых как в жидком, так и в твердом состоянии. После затвердевания образуется твердый кристаллический раствор, та-жой же однородный, как и жидкий. [c.125] В отличие от химических соединений в твердых растворах нет неизменных атомных соотношений, а элементы могут образовать твердый раствор в различных пропорциях в некотором интервале состава. Химический состав твердых растворов можно шзменять без резкого изменения свойств сплава. Металлы (эле- менты) в твердых растворах при повышенных температурах могут диффундировать и, таким образом, обеспечивать физическую и химическую однородность всей массы сплава. Явление диффузии здесь выражается в том, что в двух разных по концентрации участках твердого раствора, находящихся в тесном соприкосновении, атомы растворенного металла из участка раствора с большей концентрацией переходят в участок с меньшей концентрацией до тех пор, пока концентрация обоих растворов не сравняется. [c.125] Если оба металла, образующие твердый раствор, имеют кристаллические решетки одного типа, то при их сплавлении могут немного изменяться параметры реше1ки без изменения ее типа. [c.125] Металлы, образующие твердые растворы, могут обладать или полной взаимной растворимостью при любых концентра-диях (давать непрерывный рядтвердых растворов), или ограниченной растворимостью. Металлы, имеющие кристаллические решетки разного типа, не могут давать непрерывного ряда твердых растворов. Для его образования необходим одинаковый вид кристаллических решеток твердых растворов. Это условие, однако, является необходимым, но недостаточным. Так, например, медь и серебро или цинк и кадмий имеют одинаковые кристаллические решетки, но непрерывного ряда твердых растворов не образуют, а дают лишь ограниченные растворы, Для образования непрерывного ряда твердых растворов необходимы также близость их междуатомных расстояний и сходное строение атомов. [c.125] В металлических системах чаше встречается ограниченная растворимость, когда в большом количестве твердого растворителя оказывается возможным раст.во рить лишь относительно малое количество растворенного металла. При этом атомы растворенного металла как бы принудительно располагаются в том порядке, который свойственен растворителю, и либо заме-,щают атомы последнего в узлах решетки, либо внедряются в промежутки между ними, изменяя параметр решетки раство- рителя. [c.125] Вернуться к основной статье