ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллическое строение металлов из "Технология металлов и конструкционные материалы " Кристаллические решетки металлов. Металлы — кристалл11ческие тела, атомы которых расположены в геометрически правильном порядке, образуя кристаллы, в отличие от аморфных тел (например, смолы), атомы которых находятся в беспорядочном состоянии. [c.5] Располагаясь в металлах в строгом порядке, атомы в плоскости образуют атомную сетку (рис. 1.1, а), а в пространстве—атомнокристаллическую решетку (рис. 1.1, б). Линии на этих схемах условные в действительности никаких линий не существует, а атомы соприкасаются друг с другом и колеблются возле точек равновесия, т. е. возле узлов решетки с большой частотой. [c.5] Типы кристаллических решеток у различных металлов различные. Наиболее часто встречаются решетки кубическая объемно-центрированная, кубическая гранецентрированная и гексагональная плотноупакованная. [c.5] В ячейке решетки кубической объемно-центрированной атомы расположены в вершинах куба и в центре куба (рис. 1.1, в). В ячгйке кубической гранецентрированной решетки атомы расположены в вершинах и в центре каждой грани куба (рис. 1.1, г). В ячейке гексагональной решетки атомы расположены в вершинах шестиугольных оснований призмы, в центре этих оснований и внутри призмы (рис. 1.1, д). В реальном металле кристаллическая решетка состоит из огромного количества ячеек. [c.5] Реальное строение металлических кристаллов. Порядок в располо-женнп атомов (упаковка), показанньн при описании элементарных ячеек кристаллической решетки, имеется не по всему объему кристалла (кристаллической решетки). В действительности реальный кристалл в отличие от идеального имеет структурные несовершенства точечные, линейные и поверхностные. [c.6] Через некоторое время в нее перемещается один из соседних атомов из более глубокого слоя (например, атом 2, рис. 1.2, б), а покинутый им узел становится вакансией затем перемещается, например, атом 3 (рис. 1.2, в) и т. д. Таким образом, вакансия перемещается в глубь кристалла. Как видно из рис. 1.2, г, вакансия искажает кристаллическую решетку. [c.7] С повышением температуры увеличивается количество вакансий, и они чаще перемещаются из одного узла в другой. Вакансии играют определяющую роль в диффузионных процессах, протекающих в металлах. [c.7] Линейные несовершенства. Эти несовершенства называются дислокациями (от английского слова dislo ation, что в переводе означает смещение, сдвиг). Существуют различные виды дислокаций, один из которых — краевая (линейная) дислокация. Поясним ее сущность следующим примером. [c.7] Для дислокаций характерна их легкая подвижность. Это объясняется тем, что кристаллическая решетка в зоне дислокаций упруго искажена, атомы в этой зоне смещены относительно их равновесного положения в кристаллической решетке и поэтому атомы, образующие дислокацию, стремятся переместиться в равновесное положение. [c.7] Образование дислокаций может происходить в процессе кристаллизации, при пластической деформации, термической обработке и других процессах. Дислокации оказывают весьма существенное влияние на все процессы, протекающие в металлах. Они в большой степени влияют на механические свойства, резко снижая прочность металлов. [c.7] Поверхностные несовершенства. На границе между зернами атомы имеют менее правильное расположение, чем в объеме зерна. Зерна разориентированы, повернуты относительно друг друга на несколько градусов. По границам зерен скапливаются дислокации и вакансии. [c.7] Зерно состоит 113 большого чис.та разориептироваииых на очень не-Ссльшие углы (десятые доли градусов) облаете , называемых суб-зернами или блоками, границы которых представляют собой дислокации, разделяющие зерно на блоки. [c.8] Анизотропия кристаллов. В различных плоскостях кристаллической решетки атомы расположены с различной плотностью и поэтому многие свойства кристаллов в различных направлениях различны. Такое различие называется анизотропией. Все кристаллы анизотропны. В отличие от кристаллов аморфные тела (например, смола) в различных направлениях имеют в основном одинаковую плотность атомов и, следовательно, одинаковые свойства, т. е. они изотропны. [c.8] Степень анизотропности может быть значительной. Исследования монокристалла (единичного кристалла) меди в различных направлениях показали, что предел прочности а изменяется от 120 до 360 МПа (12—36 кг /м I ), а относительное удлинение 6 —от 10 до 55 %. [c.8] Вернуться к основной статье