ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердый раствор на основе одного из компонентов сплава из "Металловедение " Химический или спектральный анализ показывает в твердых растворах наличие двух элементов или более, тогда ка по данным металлографического анализа такой сплав, как и чистый металл, имеет однородные зерна (рис. 80). Рентгеновский анализ обнаруживает в твердом растворе, как и у чистого металла, только один тип решетки. [c.100] Следовательно, в отличие от механической смеси твердый раствор является однофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристаллическую решетку iB отличие от химического соединения твердый раствор существует не при строго определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций. [c.100] При образовании растворов внедрения и замещения, — атомы растворенного компонента распределяются в решетке растворителя беспорядочно. [c.100] Однако, если мы примем во внимание огромное количество атомов, со-ставляющн.к кристалл, то можно ожидать, что в объеме одного кристал. 1а существует очень много малых по размеру участков с весьма значительным отклонением от среднего содержания. [c.101] Как впервые указал С. Т. Конобеевский, представления о флуктуациях весьма важны для понимания процесса зарождения кристаллов новой фазы, по концентрации сильно отличающейся от исходной. [c.101] При образовании твердого pa TBOipa сохраняется решетка одного из элементов и этот элемент называется растворителем. Атомы растворенного вещества искажают и изменяют средние размеры элементарной ячейки растворителя. [c.101] На рис. 83 показано, как изменяется параметр решетки твердых растворов на основе важнейших технических металлов (алюминия, меди, железа). [c.102] Если рассмотреть, как влияют растворенные в железе элементы на прочность (которое следует ожидать в соответствии с изменением параметра решетки, рис. 83,а), то никель, хром и марганец упрочняют железо слабо (возможное изменение структуры при этом не рассматривается), а вольфрам, молибден и кремний сильно, причем кремний, сжимающий решетку, упрочняет сильнее вольфрама и молибдена, расширяющих решетку железа. [c.102] При образовании твердых растворов внедрения периоды решетки увеличиваются, так как размеры атомов (вернее, hoiHob) растворенного элемента больше размеров тех межатомных промежутков, в которых они располагаются, так что атомы решетки растворителя несколько раздвигаются. [c.102] Твердые растворы замещения могут быть ограниченные и неограниченные. При неограниченной растворимости любое количество атомов А может быть заменено атомами В. Следовательно, если увеличивается концентрация атомов В, то все больше и больше атомов В будет находиться в узлах решетки вместо атомов А до тех noip, пока все атомы А не будут заменены атомами В и, таким образом, как бы плавно совершится переход от металла А к металлу В (рис. 84). Это, конечно, возможно при условии, если оба металла имеют одинаковую кристаллическую структуру, т. е. оба комионента являются изоморфными. [c.102] Если у двух металлов с одинаковыми кристаллическими решетками сильно различаются атомные радиусы, то образование твердых растворов между этими металлами сильно искалоет кристаллическую решетку, что приводит (К накоплению в решетке упругой энергии. Когда это искажение достигает определенной величины, кристаллическая решетка становится неустойчивой и наступает предел растворимости. [c.103] вторым условием образования неограниченных твердых растворов является достаточно малое различие атомных размеров компонентов. [c.103] Наконец, замечено, что неограниченная растворимость наблюдается преимущественно у элекгентов, близко расположенных друг от друга в Периодической таблице Д. И. Менделеева, т. е. близких друг к другу по строению валентной оболочки атомов, по физической природе. [c.103] Бели сплавляемые металлы принадлежат к далеко расположенным друг от друга группам Периодической системы и поэтому имеют различную физическую природу, то они часто бывают склонны к образованию химических соединений, а не твердых растворов. [c.103] Перечисленные условия необходимы для образования неограниченных рядов твердых растворов, но в некоторых случаях (например, система Аи—Ag), несмотря па соблюдение этих условий, неограниченной растворимости не наблюдается. [c.104] Если два металла не отвечают перечисленным выше условиям, то они мо1гут ограниченно растворяться друг в друге. Замечено, что растворимость тем меньше, чем больше различие в размерах атомо1в и в свойствах компонентов, образующих раствор. Ограниченная растворимость в большинстве случаев уменьшается с понижением температуры. [c.104] Вернуться к основной статье