ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Как полезно выгонять назойливых гостей из "Репортаж из мира сплавов (Библ, Квант 71) " Гостеприимство — дело почетное и приятное. Но если гостей слишком много и ведут они себя бесцеремонно, встреча с ними радости не приносит. Обилие назойливых визитеров может довести даже вежливого хозяина до состояния, когда часть гостей рискует оказаться на улице. [c.157] На фазовых диаграммах металлических систем линия растворимости, (в полной аналогии со сладким чаем) отделяет однофазную область твердого раствора от двухфазной области. (рис. 89) . [c.158] В двухфазной области мирно сосуществуют а-твер-дый раствор предельной концентрации и вторая фага X. Ею может быть чистый компонент В (как в случае сахара и чая), раствор А в В или какая-нибудь промежуточная фаза ) со своей кристаллической структурой. [c.158] Предположим, что охлаждается твердый раствор состава Со (рис. 90). При пересечении линии растворимости (температура Го) из него начинает выделяться богатая компонентом В фа за X. Раствор соответственно должен обедняться компонентом В, и его состав будет изменяться в соответствии с кривой растворимости. Например, при температуре Ti концентрация В в растворе станет равной j. [c.159] Последнее обстоятельство играет свою роль и в случае диффузии элементов внедрения, которые перемещаются непосредственно по междоузлиям и в вакансиях для этого не нуждаются. [c.160] Если температура выдержки сплава Т достаточно низка (например, комнатная), то диффузия становится очень вялой и время установления в системе равно-весия т растягивается на годы, сотни лет и тысячелв тия Поэтому мгновенным охлаждением можно зафик сировать состояние пересыщенного твердого раствора, когда содержание компонента В в нем больше преде-fla растворимости. [c.160] Термин закалка многие связывают только со сталью. И действительно, закаленная бронза (а отличие от закаленной стали ) звучит непривычно. Тем не менее такое словосочетание вполне правомочно, так как закалка означает просто резкое охлаждение раскаленного металла и ничего более. Другое дело, что происходит при закалке внутри металла В.стали раскручивается довольно сложная интрига фазовых превращений, о которой мы расскажем только в следующей главе. А вот в бронзах, наоборот, практически ничего не происходит. Во время закалки твердый раствор распасться не успевает, а потом — уже поздно у атомов пропадает охота к перемене мест . Так же ведет себя и большинство других твердых растворов. Однако изучение алюминиевых сплавов показало, что и это правило не обходится без исключений. [c.161] Сегодня алюминий по выплавке уверенно удерживает среди металлов второе место вслед за железом. Ни у кого нет сомнений в важности и нужности этого легкого материала. Но долгое время отношение к нему было весьма сдержанным Что же можно ожидать от металла, который разрушается слабыми щелочами и кислотами, в то время как едва ли существует жидкость, не содержащая несколько кислоты или щелочи и поэтому легко разрушающая прекрасную наружность алюминия или уничтожающая всю его массу. Чай, вино, пнво, кофе и все плодовые соки уничтожают алюминий, и даже пот снимает с него палитру, обращая часть металла в обыкновенный глинозем... [c.161] Следовательно, алюминий сам по себе не представляет больших надежд на употребление в дело. Но вполне может быть, что он доставит пользу в виДё сплавов . [c.161] Это — характеристика алюминия из книги Подвиги человеческого ума , вышедшей в 1870 году. Судя по тону изложения, кажется странным, что алюминий вообще попал в книгу с подобным названием. Однако последняя фраза оказалась пророческой... [c.161] Прочность сплавов оценивали по измерениям твердости. Это стандартная лабораторная операция, при которой твердый (например, алмазный) индентор (шарик или пирамидку) вдавливают в металл. По глубине отпечатка в условных единицах определяется твердость. Чем мельче оказывается след инденто-ра, тем выше твердость. [c.162] В час дня в субботу твердость была измерена и составила 70 (условных единиц). После этого все сотрудники отправились проводить выходной в Берлин. Немцы — люди аккуратные, и, поскольку в предвкушении отдыха измерения могли быть проведены недостаточно тщательно, в понедельник Вильм распорядился нх повторить. Ко всеобщему удивлению, твердость составляла уже 100. Субботняя ошибка Нет, так как в последующие дни твердость продолжала возрастать. [c.162] Ситуация выглядела довольно странной. Представьте, что перед вами лежит кусок металла, который внешне совершенно не меняется, но по прошествии дней становится все прочнее и прочнее. Как будто внутри металла работают невидимые строители и, не торопясь, цементируют слабые места в здании кристалла... [c.162] Эффект самопроизвольного упрочнения сплавов назвали старением. Ни сам Вильм, ни другие специалисты не знали, чем он вызван. Но среди алюминиевых сплавов стареющие выделялись по прочности, и это Вильм быстро использовал рецепт сплава был запатентован. А в 1911 году немецкие промышленники уже выпустили первую партию сплава Вильма, который нарекли дюралюминием или дуралюмином по на-вванию города Дюрена, где развернулось его производство. Во время первой мировой войны сплав уже активно использовался — из него изготовляли детали немецких цеппелинов. Так дуралюмин предвосхитил судьбу своих более поздних собратьев—других алюминиевых сплавов. Сочетание прочности и легкости сделало их ведущим материалом самолетостроения. [c.162] При охлаждении до комнатной температуры сплав должен переходить в двухфазное состояние. [c.163] Конечно, в 1919 году, когда была построена диаграмма состояния системы медь — алюминий, о существовании дислокаций в металле еще и не подозревали. Однако было понятно, что появление твердых частиц промежуточной фазы СиАЬ в теле твердого раствора сделает его намного прочнее. [c.164] Когда был раскрыт принцип старения, то нашли п много стареющих сплавов. Правда, как правило, пользуются не естественным старением при комнатной температуре, а искусственным, когда сплав выдерживают в печи при температуре 200—400°С (но обязательно под линией растворимости ). Так процесс все-таки происходит быстрее. [c.164] Вернуться к основной статье