ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллические зерна металлов из "Материаловедение для слесарей-сантехников и слесарей-вентиляционников-жестянщиков изд №2 " Взяв кусок какого-нибудь металла, сломав его и внимательно рассмотрев место излома через увеличительное стекло, мы увидим, что металл состоит из мельчайших кристаллов, напоминающих по своей форме зерна. Зерна металла имеют различную -форму (рис. 4, е) и состоят из большого количества кристаллических решеток. Соседние решетки имеют общие друг с другом атомы (ионы). [c.10] Свойства металлов и сплавов во многом зависят от того, как происходит кристаллизация. При быстром охлаждении расплавленного металла и большом числе центров кристаллизации размеры зерен получаются малыми, что улучшает механические свойства металла — он становится прочнее. При медленном охлаждении и небольшом числе центров кристаллизации образуются более крупные зерна, ухудшающие механические свойства металла, который становится менее прочным. Для увеличения числа центров кристаллизации в расплавленный мегалл вводят специальные вещества. Например, в состав серого чугуна вводят магний. [c.11] На явлении кристаллизации металлов основано литейное производство. При изготовлении деталей путем литья учитываются все особенности образования зерен, так как это влияет на свойства металлов, из которых получены эти детали. [c.12] Сплавом называется кристаллическое вещество, в состав которого входят два или несколько элементов. В состав сплавов могут входить металлы и неметаллы (углерод, кремний, фосфор, сера и др.). Сталь и чугун — сплавы, состоящие из железа — металла и углерода — неметалла. В стали и чугуне обычно имеются и некоторые другие элементы в качестве примесей. [c.12] Одни и те же элементы могут образовывать разные по своим свойствам сплавы. Например, железо и углерод образуют чугун и сталь — сплавы с неодинаковыми свойствами. В чугуне содержится больше углерода, чем в стали. [c.12] Сплавы обычно получают путем сплавления составных частей, называемых компонентами. Некоторые сплавы образуются путем спекания компонентов (твердые сплавы, о которых говорится в главе V). [c.12] Свойства сплавов зависят не только от их химического состава, но и от внутреннего строения. Сплавы по своему внутреннему строению разделяются на три вида химические соединения, твердые растворы и механические смеси. [c.12] Химические соединения (см. рис. 1, г) образуются в результате химического взаимодействия компонентов, при котором атом или группа атомов одного компонента замещается атомами другого компонента. На каждый грамм одного компонента в сплаве приходится строго определенное количество граммов другого компонента. Примером химического соединения могут служить соединения металлов с углеродом, называемые к а р би д а м и. Химическое соединение железа с углеродом называется карбидом железа или цементитом. Карбиды М гут образовывать и такие металлы, как хром, вольфрам и др. Карбиды очень твердые и хрупкие вещества, присутствие их в сплаве увеличивает его твердость. [c.12] Твердый раствор образуется в результате проникновения в кристаллическую реШетку основного металла атомов растворенного металла или неметалла. Железо способно образовывать твердые растворы с углеродом, марганцем, кремнием и др. [c.13] Твердые растворы могут образовываться двумя путями либо замещением атомами растворенного элемента атомов основного металла (см. рис. 1, ), либо внедрением атомов растворенного элемента в кристаллическую рещетку основного металла (см. рис. 1, е). К твердым растворам относятся латуни, бронзы, некоторые сорта чугуна и др. [c.13] Так как количёство составных частей сплава и их соотношение можно изменять, промышленность выпускает большое число разных по своим свойствам сплавов, которые применяются в технике значительно шире, чем чистые металлы. Например, в СССР были получены такие сплавы, применение которых сделало возможным запуск искусственных спутников и космических кораблей, детали которых должны выдерживать большие нагрузки, высокие температуры и вибрацию. [c.13] Знание структуры металлов и сплавов имеет большое практическое значение. Например, при литье стальной детали обязательно берут пробу металла, чтобы определить структуру стали и решить вопрос о ее пригодности. Пробу металла берут при различных видах его обработки ковке, прокатке и др. [c.13] В прошлом структуру металлов определяли только одним способом — рассмотрением излома металла невооруженным глазом. В дальнейшем наука дала в руки проиаводственников более совершенные методы изучения структуры металлов при помощи точных приборов. В настоящее время существует целый ряд методов изучения структуры и контроля качества металлов. Ниже мы рассмотрим только наиболее распространенные. [c.13] Макроанализ дает возможность обнаружить некоторые дефекты металла раковины, трещины, включения шлака и др. [c.14] Микроанализ — изучение структуры металла при помощи металлографического микроскопа, дающего увеличение в десятки тысяч раз. Рассмотрение шлифа через металлографический микроскоп (рис. 5, а) производится в отраженном свете. Источником света является электрическая лампочка. В качестве примера на рис. 5, в приведена микроструктура чугуна. На изображении отчетливо видны границы между зернами металла. [c.14] Темные пятна — это включения графита—важной составной части чугуна. [c.15] Микроанализ дает возможность выявить степень чистоты металла (сплава) по неметаллическим включениям, характер и глубину закаленной зоны, величину действительного зерна и т. д. [c.15] Р е н т ге и о а н а л и 3 — это изучение структуры и состава металла при помощи рентгеновских лучей. Этим способом можно установить тип кристаллической решетки металла. В этом случае анализ называется рентгено-структурным. Рентгеновские лучи способны хорошо проникать через многие непрозрачные тела. Например, они свободно проникают через слой алюминия толщиной 5—10 см. Свинец для рентгеновских лучей представляет большое препятствие. Слой свинца в 1 см. почти полностью задерживает их. [c.15] С помощью рентгеноанализа определяют качество отливок, поковок и деталей (рентгенографический анализ). При просвечивании металла рентгеновскими лучами раковины, трещины и шлаковые включения меньше препятствуют их прохождению, чем сплошной металл, и на фотопластинке или пленке против дефектных мест образуются темные пятна. По ним судят о качестве металла. [c.15] Вернуться к основной статье