ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Строение металлических сплавов из "Металловедение " Под металлическим сплавом понимают вещество, получаемое сплавлением двух или более элементов с характерными металлическими свойствами. Металлические сплавы получают сплавлением элементов-металлов или металлов с неметаллами при преимущественном содержании металлов. Строение сплавов сложнее, чем чистых металлов. [c.32] В технике металлические сплавы применяют шире, чем чистые металлы. Сплавы часто обладают очень ценными механическими. [c.32] При кристаллизации жидкого сплава могут получаться твердые металлические сплавы с различным строением. [c.32] Твердый раствор — сплав, у которого атомы растворимого элемента размещены в кристаллической решетке растворителя. На микрошлифе твердого раствора кристаллы после травления выглядят совершенно одинаково. На рис. 21 представлена микроструктура твердого раствора цинка в меди. [c.33] В кристаллах твердого раствора существует только один тип кристаллической решетки. Растворителем является тот элемент. [c.33] Размеры атомов металлов больше, чем атомов неметаллов. Свойства атомов металлов ближе, чем свойства атомов металлов и атомов неметаллов. В твердом растворе замещения металлы ионизированы положительно. [c.33] На рис. 22, а показана элементарная кристаллическая решетка твердого раствора замещения хрома в железе. Отдельные узлы в кристаллической решетке а-железа заняты ионами хрома. Ионы обоих металлов располагаются в узлах кристаллической решетки произвольно. [c.33] Атомы металлов отличаются размерами и свойствами. Когда часть узлов в кристаллической решетке металла-растворителя занимают атомы растворимого металла, происходит искажение кристаллической решетки (рис. 23). В этом и заключается причина ограниченной растворимости. Когда искажения кристаллической решетки достигнут очень большой величины, решетка становится неустойчивой, и наступает предел растворимости. Неограниченная растворимость наблюдается только в случае близких радиусов атомов и свойств металла-растворителя и растворимого металла. Непременным условием неограниченной растворимости является одинаковый тип кристаллической решетки обоих металлов. Только при соблюдении этих условий, заменяя все больше атомов в узлах кристаллической решетки одного металла атомами другого, можно совершить плавный переход от одного к другому чистому металлу через серию сплавов. Но даже металлы, имеющие одинаковый тип кристаллической решетки, близкие размеры и свойства, не всегда образуют твердые растворы с неограниченной растворимостью. [c.34] Твердые растворы внедрения образуют металлы с неметаллами. Атомы неметаллов меньше атомов металлов. Поэтому атомы неметаллов могут располагаться в междоузлиях кристаллической решетки металлов. На рис. 22, б показана элементарная кристаллическая решетка твердого раствора внедрения углерода в 7-железе. Твердые растворы внедрения в металлах дают углерод, бор, азот, водород и другие неметаллы. В растворе атомы углерода, бора, азота и т. п. ионизированы положительно. Внедрившийся атом вызывает искажения решетки металла-растворителя. Все твердые растворы внедрения — растворы с ограниченной растворимостью. [c.34] Металлы образуют химические соединения как с металлами, так и с неметаллами. Химическое соединение характеризуется определенной температурой плавления (диссоциации), скачкообразным изменением свойств при изменении состава. [c.34] Химические соединения металлов с неметаллами образуются при строго определенных соотношениях входящих в них элементов, соответствующих нормальным валентностям. Атомы металлов в таких соединениях отдают свои валентные электроны неметаллам. Химические соединения металлов с неметаллами не обладают металлическими свойствами (например, А12О3, РеО, ЫаС и др.). [c.34] Химические соединения имеют повышенную твердость и пониженную пластичность. [c.35] Строение кристаллической решетки химического соединения сложное. На рис. 24 показана кристаллическая решетка СизМпЗп. В узлах кристаллической решетки химического соединения располагаются положительно заряженные ионы. Между ними находится электронный газ. Таким образом, у химического соединения металлов тип связи между ионами металлический. Такой же характер связи между ионами у чистых металлов и твердых растворов. Повышенная твердость и пониженная пластичность объясняются сложным строением кристаллической решетки. Характерное отличие химического соединения металлов от твердого раствора заключается в том, что твердый раствор имеет кристаллическую решетку металла-растворителя, а химическое соединение — свою особую кристаллическую решетку. [c.35] Химические соединения между металлами могут существовать при избытке одного из компонентов. Так образуются растворы на основе химического соединения. [c.35] Твердые растворы на основе химического соединения иногда получаются путем образования пустых мест в узлах кристаллической решетки. Их называют твердыми растворами вычитания. Например, твердый раствор алюминия в химическом соединении СоА1 получается при помощи образования пустых мест в узлах, где должны были бы находиться атомы кобальта. [c.35] Вернуться к основной статье