Кристаллическое строение металлов и сплавов

РАЗДЕЛ I. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖАРОПРОЧНЫХ И ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ Глава 1. Кристаллическое строение металлов и сплавов [c.16]

Кристаллическое строение металлов и сплавов [c.6]

Свойства сплава зависят не только от его хи.мического состава, но также и от строения кристаллов, сложившихся в процессе кристаллизации и последующего охлаждения сплава. При одинаковом среднем химическом составе сплава кристаллы могут иметь различный состав, а также могут различаться по размерам, форме, взаимной ориентировке. Наблюдаемое кристаллическое строение металла и сплава называется его структурой. Структура, наблюдаемая невооруженным глазом, называется макроструктурой. Микроструктура изучается под микроскопом на полированных и протравленных образцах (микрошлифах) при увеличениях в 100—500 и более раз (до 100000). [c.9]

Для изучения атомно-кристаллического строения металлов и сплавов применяют рентгеноструктурный анализ. Он основан на дифракции рентгеновских лучей с очень малой длиной волны (0,02—0,2 нм) рядами атомов в кристаллическом теле. Для этой цели, кроме рентгеновских лучей, используют электроны и нейтроны, которые также дают дифракционные картины при взаимодействии с ионами (атомами) мет алла. [c.12]

В учебнике излагаются теоретические основы металловедения кристаллическое строение металлов, теория сплавов, железоуглеродистые сплавы, учение о пластической деформации, теория и практика термической обработки и поверхностного упрочнения,. высокочастотна закалка и химико-термическая обработка. [c.2]

Первый выпуск — Атомное строение металлов и сплавов — вышел в свет в 1967 г., а третий выпуск— Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов —выйдет в третьем квартале 1968 г. [c.5]

В первой части излагаются теоретические основы металловедения кристаллическое строение металлов, теория сплавов, железо-углеродистые сплавы, сталь и чугун, учение о пластической деформации и прочности, а также основы термической и химико-термической обработки. [c.2]

Курс металловедения состоит из двух основных частей. В первой, общей части излагаются теоретические основы металловедения, кристаллическое строение металлов и теория сплавов, учение о пластической деформации и прочности металлов, диаграмма сплавов железа с углеродом, а такл<е основы термической и химико-термической обработки во второй, специальной части описаны конструкционные и инструментальные ста.чи, стали и сплавы с особыми физическими и химическими свойствами, цветные, подшипниковые и порошковые сплавы. [c.7]

В металловедении свойства металлов и сплавов рассматриваются в связи с различными видами строения металлов и сплавов распределением и характером движения электронов в атомах расположением атомов, ионов и молекул в пространстве размерами, формой и характером кристаллических образований. [c.7]

Возврат протекает при невысоких температурах, изменяет тонкое кристаллическое строение, понижает (на 20—30%) прочность и твердость и повышает пластичность. Возврат снимает оц и ощ в кристаллической структуре зерен без изменения зернистой структуры исходных металлов и сплавов. [c.85]

В учебном пособии рассмотрены основные разделы курса материаловедения атомно-кристаллическое строение металлов, основы кристаллизации, диаграммы состояния сплавов, а также основные конструкционные. металлы и сплавы на основе железа и цветных металлов. Показана возможность изменения структуры и свойств материалов за счет термической и химикотермической обработки. Большое внимание уделено неметаллическим материала.м, которые находят применение в промышленности. Приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. [c.2]

Упрочнение металла при наклепе объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, междоузельных атомов), а также торможением дислокаций в связи с измельчением блоков и зерен, искажением кристаллической решетки В результате наклепа образуется текстура, обладающая значительной анизотропией свойств В некоторых случаях наклеп является единственным способом упрочнения металлов и сплавов, которые не упрочняются термической обработкой, например, чистые металлы, однофазные сплавы твердых растворов. [c.26]

Второй способ повышения реальной прочности металлов заключается в изменении структурного состояния материала при заданном постоянном уровне сил межатомных связей. Низкие значения прочности технических ЛОО металлов и сплавов объясняются неоднородностью структуры — наличием неравномерно распределенных несовершенств кристаллического строения (дислокаций, вакансий, чужеродных атомов) и границ зерен, а также металлургических дефектов (пор, химической неоднородности и т. д.). Это приводит к резкому снижению энергоемкости металла ( мех вследствие неоднородного характера поглощения энергии различными объемами металла, т. е. к уменьшению величин 1 5 и п [см. уравнение (10)]. [c.22]

Имеется несомненная, в ряде случаев однозначная, связь между электрическими характеристиками и структурным состоянием металлов и сплавов после термической обработки или поверхностного упрочнения. Эти операции создают значительные сжимающие напряжения в поверхностных слоях и способствуют увеличению сопротивления -материалов разрушению. Физическая сущность происходящих при этом процессов связана с кристаллическим строением металлов. Для суждения о глубинных явлениях происходящих в недрах кристаллической решетки проводящих ток материалов, используют механические и физические методы испытаний, основанные на рентгеновском излучении, ультразвуковых колебаниях, магнитных явлениях, термо-э. д. с., электрическом сопротивлении и, наконец, вихревых токах. [c.3]

Наиболее полное объяснение механизму упрочнения дает теория дислокаций. Все процессы, происходящие в металлах и сплавах, как и их свойства, неразрывно связаны с характером и плотностью дефектов кристаллической решетки. Под дефектами кристаллического строения понимают нарушения в периодичности расположения атомов в пространстве, не связанные с тепловыми колебаниями атомов и упругими деформациями. В зависимости от протяженности различают три вида дефектов точечные, к которым относятся вакансии и межузельные атомы одномерные (линейчатые), к которым относятся дислокации, и двухмерные (пространственные), к которым относятся границы блоков, двойников, зерен. [c.96]

Первичная кристаллизация металла (из жидкого расплава) начинается с возникновения центров кристаллизации в отдельных участках жидкости, где создались наиболее благоприятные условия для устойчивости кристаллического зародыша. Такой зародыш является началом (центром), от которого идёт рост кристалла. Столкновение между собой соседних растущих кристаллов ограничивает их дальнейший рост и является причиной неправильной внешней огранки кристаллов. Величина зерна зависит от скорости кристаллизации (числа центров, возникающих в единице объёма в единицу времени) и линейной скорости роста кристаллов. Чем больше отношение скорости кристаллизации к скорости роста, тем мельче кристаллическое строение металла. Число центров и скорость роста, а следовательно, и величина зерна зависят от степени переохлаждения металла (разности температур начала кристаллизации и плавления). С увеличением степени переохлаждения скорость зарождения центров и скорость роста вначале возрастают, а затем уменьшаются, но с различной интенсивностью. Степень переохлаждения данного сплава зависит от скорости охлаждения и ряда других причин. С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения повышается. [c.323]

Чаще всего технические металлы и сплавы содержат активные нерастворимые примеси. Влияние их на процесс формирования кристаллического строения отливок может быть различным в зависимости от условий литья, прежде всего, от величины перегрева расплава во время плавки, от температуры заливки и от условий заполнения формы. [c.176]

Модифицирующее действие обломков кристаллов будет происходить в случае, когда металлы или сплавы содержат активные нерастворимые примеси и расплав во время плавки перегревается выше температуры дезактивации этих примесей. Если металлы и сплавы при плавке не перегреваются выше температуры дезактивации примесей или они вовсе не содержат такие примеси, модифицирующее действие обломков кристаллов невозможно. Следовательно, принудительное перемешивание в течение времени, меньшего, чем время снятия перегрева в незатвердевшей части отливки, не окажет влияния на кристаллическое строение ее. Необходимо перемешивать расплав и после снятия перегрева, с тем чтобы образующиеся обломки не расплавлялись и оказали затравочное действие на процесс кристаллизации отливки. [c.179]

Увеличение прочности достигается созданием соответствующих композиций сплавов и технологии обработки. При этом происходит изменение состава и природы фаз, образующих сплав, их количества и размера, характера распределения дислокации и других дефектов кристаллического строения. Поэтому устанавливают связь между структурой и конструктивной прочностью металлов и сплавов. [c.110]

С целью повышения качества деталей проводится их изготовление из порошков, поскольку химическую однородность отдельных частиц порошка, их размеры и кристаллическое строение обеспечить значительно проще. Кроме этого, преимущество применения порошковой металлургии для изготовления металлических деталей заключается в том, что оказывается возможным получать новые технические материалы, которые нельзя или невыгодно получать другими способами. Таковы, например, тугоплавкие и твердые металлы и сплавы, композиции из металлов, не смешивающихся в жидком состоянии и не образующих твердых растворов (железо -свинец и др.) или неметаллических соединений. Другим достоинством порошковой металлургии является близость штампованной заготовки к размерам детали и сокращение операций обработки заготовки резанием. К числу преимуществ порошковой металлургии так же относится возможность использования отходов (окалина, стружка) для получения порошков. [c.108]

Физическое металловедение / Под ред. Р. Кана. Вьш. 3. Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов. — М. Мир, 1968. С. 422-423. [c.415]

Зависимость сопротивления деформированию и разрушению от числа искажений в кристаллической решетке. Атомная решетка реального кристаллического тела имеет разнообразные искажения (дефекты), оказывающие влияние на его прочность. К таким дефектам кристаллического строения металлов и сплавов относятся вакансии, атомы примесей, дислокации, границы зерен и блоков мозаики и микродефекты структуры. Решающая роль в процессах пластической деформацтг тг разрушештя--ттртгадлежит ди юка- -циям. [c.9]

Различают макро-и микроструктуру металлов и металлических сплавов. Макроструктура — строение металла, которое можно выявить невооруженным глазом при небольшом увеличении с помощью лупы. Для изучения макроструктуры и выявления дефектов, имеющихся в металле и сплаве, применяют макроанализ. Микрост.руктура — кристаллическое строение. металлов и сплавов, которое можно выявить металлографическим анализом металла и сплава при значительном увеличении с пo ющью металлографического микроскопа (увеличение от 10 до 2500 раз) или электронного JMикpo кoпa (увеличение до 25 ООО раз). [c.6]

Настоящая книга представляет собой учебник по термической обработке металлов для машиностроительных техникумов. Для изучения термической обработки по этой книге от учащегося требуется знание основ металловедения в объеме книги А. И. Самохоц-кого и М. П. Кунявского Металловедение или книги М. С. Ароновича и Ю. М. Лахтина Основы металловедения и термической обработки. или книги Б. С. Натапова Металловедение , представляющих собой также учебники для техникумов. Предполагается, что учащийся хорошо знаком с основными типами двойных диаграмм состояния, с кристаллическим строением металлов и сплавов, с элементарными структурами сталей и чугунов, с методикой металлографического исследования и с механическими испытаниями. Эти вопросы в настоящей книге не рассматриваются вовсе. Не рассматривается в настоящей книге и оборудование для термической обработки печи, закалочные баки, закалочные прессы и т. п., так как эти вопросы изучаются в отдельном курсе. В первой главе кратко, но несколько подробнее, чем в упомянутых учебниках по металловедению, рассмотрены классификация и характеристика сталей и диаграмма состояния сплавов железо—углерод. [c.3]

Свойства металлов и сплавов (механические, физические, химические и технологические) зависят от их структуры, а структура, в свою очередь, зависит от обработки (термической, химике- (бойстба термической, холодной и горячей пластической деформации сварки и т. д), химического состава и природы (атомное и кристаллическое строение) металлов и сплавов. [c.5]

Понятие о прочности металлов в микрообъемах связано с представлением о механизме гидроэрозии. Многочисленные исследования показывают, что сопротивляемость металлов разрушению при микроударном воздействии определяется не обычными механическими свойствами, а прочностью отдельных микроучастков, т. е. эрозионной стойкостью (или прочностью). Она зависит от природы металла, его структуры, кристаллической решетки и дислокационного строения. Металлы и сплавы с высокими прочностными характеристиками могут оказаться нестойкими в условиях микроудар-94 [c.94]

В данном выпуске Атомное строение металлов и сплавов изложены физические основы теории металлического состояния. Описываещся электронная и кристаллическая структура металлов и сплавов. Рассматриваются различные типы твердых растворов и промежуточных металлических фаз. Изложены важнейшие положения теории магнетизма и методы практического использования магнитных свойств. [c.4]

Предлагаемая вниманию читателей книга Атомное строение металлов и сплавов является первым из этих выпусков ). Она состоит из пяти глав, в которых рассматриваются основы теории металлического состояния. В первой главе изложены электронная структура атомов, типы межатомной связи, классификация кристаллических структур металлов, аллотропия металлов и их физические свойства, связанные с природой межатомного взаимодействия. Изложение ведется на уровне современных представлений электронной теории металлов. Надо, однако, отметить, что не со всеми положениями автора можно согласиться. В частности, современным представлениям не соответствует утверждение о том, что ковалентные кристаллы являются изоляторами как в твердом, так и в жидком состоянии. Как установлено к настоящему времени, такие ковалентные кристаллы, как кремний и германий, становятся после плавления проводниками, т. е. переходят в металлическое состояние. Некритично излагается также гипотеза Л. Полинга о резонансном характере межатомной связи в металлах переходных групп, в соответствии с которой пять d-орбиталей атомов этих элементов разделяются на две группы — связывающие и атомные. Известно, что указанную гипотезу в настоящее время большинство металлофизиков не разделяет. Желающим детальнее ознакомиться с рассматриваемыми в этой главе вопросами можно рекомендовать помимо уже упоминавшихся трудов книгу В. К. Григоровича Периодический закон Менделеева и электронное строение металлов (изд-во Наука , 1965). [c.7]

Напоминаем, что русский перевод книги Физическое металловедение под редакцией Р. Кана публикуется в трех выпусках. Первый выпуск Атомное строение металлов и сплавов включает гл. II — V и XXI английского издания, второй выпуск Фазовые превращения. Металлография — гл. VI — XII и XXII и третий выпуск Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов — гл. XIII — XX. [c.35]

Книга представляет собой часть фундаментального курса Физическое металловедение , вышедшего в Амстердаме под редакцией иавестного английского металлофизика Р. Кана в Д965 г. В переводе этот курс разбит на три выпуска. Первый выпуск — Атомное строение металлов и сплавов — вышел в свет второй данный выпуск — охватывает вопросы металлографии и теории фазовых превращений, а третий — Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов — выйдет в свет в третьем квартале 1968 г. [c.4]

Металлы и их сплавы в твердом состоянии являются кристаллт чес-кимп телами. Их свойства определяются структурой. Под структурой понимают внутреннее строение металлов и сплавов, которое характеризуется определенным закономерным расположением атомов и юлe-кул, образующих кристаллическую решетку. [c.5]

Взаимное внедрение неропиостей контактирующих поверхностей обусловлено не только технологией их обработки, но и неоднородностью механических свойств. Поликристаллическому чистому металлу и сплавам свойственна неоднородность кристаллического строения и структурных составляющих, которые могут иметь различную твердость и разную ориентацию кристаллических зерен, выходящих на поверхность, Вследствие этого на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности "сильными" гранями, в менее твердые структурные составляющие. [c.64]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

В современном металловедении применяются методы исследования сплавов с помош ью радиоактивных изотопов ( меченых атомов), ультразвука, осциллографии, микрокиносъемки структурных изменений, происходяш их в сплаве при его тепловой и механической обработках, и т. д. Успехи металлофизики позволили связать важнейшие свойства металлов и сплавов с их атомно-кристаллическим строением. Именно атомно-кристаллическое строение в первую очередь определяет тепло- и электропроводность металлов, их пластичиость, твердость и многие другие свойства. В последнее время, воздействуя на кристаллическую решетку, исследователи научились влиять на свойства металлических сплавов в сторону их повышения. [c.152]

Формально это возможно потому, что тепловые эффекты, связанные с 1переохлаждением жидкого металла, в общем тепловом балансе затвердевающей отливки пренебрежимо малы. По существу же развитие процессов кристаллизации реальных металлов и сплавов в условиях реальной технологии целиком определяются условиями теплообмена отливки во время затверде1вания ее в форме. В то же время кристаллическое строение отливки определяется природой металла (наличием активных примесей, склонностью к транскристаллизации и т. п.). В этом смысле связь между процессами кристаллизации и затвердевания очевидна [3]. [c.151]

Таким образом, механические свойства литых изделий и заготовок определяются типом кристаллического строения отливок, образовавшегося в данных конкретных условиях литья и охлаждения металлов или сплавов. Суммарной характеристикой этих условий является скорость затвердевания. Поэтому механические свойства литых металлов и сплавов однозначно связаны с величиной скорости затвердевания отливок. И не только механические, но и другие свойства, определяемые кристаллическим строением отливки сопротивляе- [c.165]

На процесс формирования кристаллического строения отливок оказывают влияние активные нерастворимые примеси и затравки. Активные примеси обычно, уже имеются в металлах и сплавах или попадают в расплав во время плавки вместе с легатурами, раскислителями, флюсами и т. д. Затравки — это обломки кристаллов, которые образуются во время заполнения формы или при принудительном перемешивании расплава и не расплавляются полностью. Затравки вводят также извне — кусочки твердого металла или сплава дают в расплав либо перед заливкой (в ковш), либо во время заливки (со струей). [c.180]

В основе процесса термической обработки большинства металлов и сплавов лежит явление полиморфизма. Следствием полиморфизма является перекристаллизация, представляющая собой изменение кристаллического строения металлов или металлических сплавов, происходящее при нагревании или при охлаждении до определеинрй температуры — критической точки. Перекристаллизация связана с появлением новых кристаллических зерен и определяет смысл таких процессов термической обработки, как отжиг и нормализация. [c.400]

Изучение макроструктуры металла обычно проводят на специально подготовленных шлифах. В этом случае деталь или изделие разрезают. Поверхность, которую необходимо исследовать, тщательно обрабатывают под плоскость на металлорежу-ш ем станке. Если резку детали проводили при помощи газовой горелки, то необходимо снимать весь слой металла, в котором произошло изменение структуры в результате нагрева пламенем горелки. Обычно глубина этого слоя для сталей, применяемых в котло- и турбиностроении, не превышает 10—12 мм. Затем поверхность следует otшлифoвaть на плоско-шлифовальном станке и наждачной бумагой. Для выявления структуры металла его необходимо подвергнуть травлению. В процессе травления кристаллы растворяются с различной скоростью, так как они по-разному ориентироваиы относительно исследуемой поверхности. Свойства же кристаллов, в том числе и растворимость в химических реактивах, разные в разных направлениях. Границы между кристаллами содержат повышенный процент примесей, поэтому они растворяются быстрее кристаллов. Иногда травлением получают различную окраску структурных составляющих сплава. Поэтому в результате травления можно получить четкую картину кристаллического строения металла. [c.75]

Снижение сопротивления пластической деформации во время полиморфного превращения наблюдалось на многих металлах и сплавах [43, 71, 87, 157, 319, 361]. Оно имеет место не только при повышенных температурах, когда вследствие возврата и рекристаллизации фазы разупроч-няются, но и при низких температурах, при которых полиморфное превращение реализуется сдвиговым механизмом и устранение дефектов атомно-кристаллического строения не должно иметь места. Большую роль, по-видимому, играют скопления дислокаций, образующиеся на границе раздела фаз во время мартенситного превращения [360]. Значительное удлинение без образования шейки и заметное сни- [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...