ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Понятие о металлах и сплавах из "Термическая обработка металлов Издание 2 " Из всех известных в настоящее время элементов более половины являются металлами. Металлы —непрозрачные вещества, обладающие специфическим металлическим блеском, пластичностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью. По этому признаку металлы легко отличить от других веществ (дерево, стекло и т. д.). [c.5] Все металлы и образованные из них сплавы делят на черные (к ним относят железо и сплавы на его основе, на их долю приходится около 95% производимой в мире металлопродукции) и цветные. В технике принята условная классификация, по которой металлы делят на группы легкие (например, А1, Мд), тяжелые (Си, РЬ и др.), тугоплавкие (Ш, Мо и др.), благородные (Ли, Р1), рассеянные (Об, 1п, Т1), редкоземельные (5с, У), радиоактивные (Еа, О и др.). [c.5] Понятие чистый металл весьма условно. Любой чистый металл содержит примеси, а поэтому его следует рассматривать как сплав. Под термином чистый металл понимается металл, содержащий 0,01—0,001% примесей. Современная металлургия позволяет получать металлы высокой чистоты (99,9999%). Однако примеси даже в малых количествах могут оказывать существенное влияние на свойства металла. [c.5] Чистые металлы обладают низкой прочностью и не обеспечивают требуемых физико-химических и технологических свойств. Поэтому их применение в технике в качестве конструкционных материалов ограничено. Наиболее широко применяют сплавы, которые обладают по сравнению с чистыми металлами более высокой прочностью и твердостью. [c.5] Для рассмотрения строения, превраш,ений и свойств металлов и сплавов введем понятия фаза и структура . [c.6] Фазой называется однородная часть системы (металла или сплава), имеющая границы раздела, при переходе через которые их свойства резко меняются. [c.6] Например, жидкий металл является однофазной системой смесь жидкого металла и твердых кристалликов— двухфазной системой, так как свойства жидкого металла значительно отличаются от свойств твердых кристалликов. Фазами могут быть отдельные металлы, их химические соединения, а также растворы на основе металлов. [c.6] Под структурой понимается строение металла, т. е. взаимное расположение различных фаз, форма и размер составляющих их кристаллитов. [c.6] Структурными составляющими сплава называются обособленные части сплава, имеющие одинаковое строение с присущими им характерными особенностями. Структурные составляющие могут состоять из одной, двух или более фаз. [c.6] Одной из важнейших задач металловедения — определение связи между структурой и свойствами. [c.6] Каждый металл (вещество) может находиться в трех агрегатных состояниях газообразном, жидком и твердом. [c.6] В газообразном металле расстояние между атомами (частицами) велико, силы взаимодействия малы и атомы хаотично перемещаются в пространстве, отталки-ваясь друг от друга. В газообразном состоянии атомы обладают большой кинетической энергией. [c.6] В жидком металле атомы (частицы) сохраняют лишь так называемый ближний порядок, т. е. закономерно расположено в объеме небольшое количество атомов, а не атомы всего объема. Ближний порядок неустойчив и может либо исчезнуть, либо возникнуть под действием тепловых колебаний. [c.6] Правильное закономерное расположение атомов в пространстве характеризует кристаллическое состояние. Характер взаимодействия атомов в твердом теле определяется строением их внешних электронных оболочек. [c.7] Атомы металлов имеют небольшое количество внешних (валентных) электронов, слабо связанных с ядром (1 или 2 электрона). При сближении атомов электроны, находящиеся на внешних оболочках, теряют связь со своими атомами. Электроны коллективизируются и становятся достоянием всех атомов данного металла. Положительно заряженные ионы располагаются на таком расстоянии друг от друга, когда силы притяжения между электронами н ионами и отталкивания между ионами уравновешиваются. [c.7] Закономерное расположение атомов (положительно заряженных ионов) приведено на рис. 1. Воображаемые линии, проведенные через центры атомов, расположенных в одной плоскости, образуют решетку, в узлах которой располагаются атомы (ионы). Такая конфигурация называется кристаллографической плоскостью. [c.7] Простейщим типом кристаллического построения является кубическая решетка (рис. 3). Но в простой кубической решетке атомы уложены (упакованы) недостаточно плотно. Поэтому стремление атомов занять места, наиболее близкие друг к другу, приводит к образованию новых типов решеток (рис. 4). Кристаллические решетки характеризуют следующие основные параметры период решетки, координационное число, атомный радиус, энергия решетки, базис и коэффициент компактности решетки. Периодом решетки называется расстояние (а, Ь, с) между центрами двух соседних частиц (атомов, ионов) в элементарной ячейке решетки (см. рис. 3). [c.8] Координационное число К показывает количество атомов, находящихся на наиболее близком и равном расстоянии от любого выбранного атома в рещетке. [c.9] Под атомным радиусом понимают половину межатомного расстояния между центрами ближайших атомов в кристаллической решетке элемента при равновесных условиях. [c.9] Вернуться к основной статье