Кристаллическое строение и свойства металлов

Глава 1. Кристаллическое строение и свойства металлов [c.6]

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

Физико-химические условия образования АМС. Проведенные исследования АМС привели к получению новых фундаментальных сведений о строении и свойствах металлов и сплавов. Сейчас ясно, что аморфное состояние в металлических системах представляет собой одну из закономерных разновидностей существования вещества и занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим состояниями в последовательности газ - жидкость - твердое тело. В первых исследованиях аморфное состояние в металлических сплавах рассматривали как абсолютно неустойчивое, лабильное, но в настоящее время имеется все больше оснований рассматривать его как метастабильное. В пользу этого указывает ряд надежно установленных фактов [c.406]

Устойчивость кристаллических структур металлов связывают также со стабильными конфигурациями электронов в полностью и наполовину заполненных оболочках. Такое объяснение структур металлов встречает значительные трудности. Считают, что 0]Дк структура металлов V, VI групп связана с большим весом d -кон-фигураций [371. Однако ОЦК структуру имеют щелочные металлы и барий, радий, европий (s ), где f-состояний нет, и высокотемпературные модификации металлов II—IV групп, лантаноидов и актиноидов, где всего 1—2 rf-электрона. Конфигурационные представления используются при анализе строения и свойств металлов [38]. [c.8]

Второй выпуск Фазовые превращения. Металлография выйдет в свет в начале 1968 г., третий выпуск Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов — в третьем квартале 1968 г. [c.7]

См. Физическое металловедение , вып. III, Дефекты кристаллического строения. Механические свойства металлов и сплавов, гл. I и IV, изд-во Мир (выйдет в свет в 1968 г.). [c.35]

Для рассмотрения строения, превращений и свойств металлов и сплавов введем понятия фаза и структура , широко используемые в металловедении. Фазой называется однородная часть металла или сплава (системы), имеющая одинаковый состав, кристаллическое строение и свойства и отделенная от остальных частей системы поверхностью раздела. Например, однородный чистый металл или сплав является однофазной системой. Смесь двух различных по составу и строению кристаллов, разграниченных поверхностью раздела, или одновременное присутствие жидкого сплава (металла) и кристаллов будет представлять двухфазную систему. [c.11]

Структура и свойства металлов после пластической деформации. При пластической деформации ПОЛ икр металлического металла наряду с внутрикристаллическими изменениями происходит вытягивание зерен вдоль направления деформации зерна приобретают волокнистую структуру (рис. 60) и определенную кристаллографическую ориентацию, которая называется текстурой. Текстурованный металл становится анизотропным. Ориентация, возникшая в процессе деформации, зависит от характера приложенного напряжения и кристаллического строения металла. [c.81]

Сплавы — механические смеси двух чистых металлов— образуются в том случае, когда в процессе кристаллизации сплава разнородные атомы не входят в общую кристаллическую решетку (рис. 1-7). Кристаллам каждого из металлов, находящимся в этом сплаве, присущи те же строения и свойства, что и кристаллам чистого металла. На рис. 1-7 схематически показано строение сплава—механической смеси светлые кристаллы — металл А, темные— кристалл Б. [c.16]

В учебном пособии изложены современные представления о коррозии металлов и методы борьбы с ней. Наряду с основными представлениями о процессах коррозии металлов приведены особенности кристаллического строения, структуры и свойств металлов, основные физико-химические свойства растворов электролитов. Рассмотрены разновидности электрохимической коррозии и принципы защиты от нее металлических конструкций. [c.2]

Свойства металлов обусловлены их кристаллическим строением и наличием в их кристаллической решетке многочисленных (10 ...10 в 1 см ) не связанных с атомными ядрами подвижных электронов проводимости. Слабая связь валентных электронов с ядрами атомов обусловливает химические свойства металлов они легко образуют основные оксиды и гидроксиды, большинство металлов замещают водород в кислотах и т.д. [c.144]

Механическая смесь двух чистых металлов А к В получается в том случае, когда в процессе кристаллизации сплава из жидкого состояния разнородные атомы не входят в общую кристаллическую решетку. В механической смеси каждый металл образует самостоятельные кристаллы (рис. 18), Кристаллы каждого нз металлов, находящиеся в этом сплаве, обладают теми же строением и свойствами, которым они обладают в куске чистого металла. [c.29]

Металловеду приходится постоянно иметь в виду, что объектом его исследований является кристаллическое вещество. Поэтому структурный аспект является основным, а основной задачей остается установление качественных и количественных связей между строением и свойствами. Однако ответить на вопрос, какой смысл вкладывается в понятие строение металла, непросто. По мере развития физических методов исследования и физических представлений это понятие становится все более сложным и емким. [c.7]

Марганец относится к числу элементов с наибольшей плотностью состояний коллективизированной части d-электронов, в то время как плотность d-электронов железа минимальная. Различие в электронном распределении d-металлов определяет особенности химических связей, кристаллического строения и физических свойств. [c.71]

В аспекте электронного строения и теории химических связей сделан анализ кристаллической структуры, физических и прочностных свойств переходных металлов, представляющих основу наиболее жаропрочных сплавов. Рассмотрено электронно-кристаллическое строение и термодинамические характеристики тугоплавких соединений, определяющие их выбор в качестве дисперсионно-упрочняющих фаз. [c.2]

П. П. Аносов установил зависимость свойств металлов от их кристаллического строения и впервые применил микроскоп для изучения внутреннего строения стали на полированных и травленых шлифах. [c.6]

Нагрев или охлаждение металла в твердом состоянии может вызвать переход одного вида кристаллической решетки в другую, который называется аллотропическим (полиморфным) превращением и подчиняется законам кристаллизации. После перехода металла из жидкого состояния в твердое (перекристаллизация) изменяется его кристаллическое строение. Перекристаллизация как при нагреве, так и при охлаждении является очень важным фактором, влияющим на кристаллическую структуру, зернистость и свойства металлов. При сварке перекристаллизация позволяет нарушить неблагоприятное строение в виде вытянутых столбчатых кристаллов и создать более мелкозернистую структуру. Перегретые при сварке зоны основного металла можно за счет дополнительного нагрева с последующим охлаждением вновь сделать мелкозернистыми. [c.6]

Все процессы, протекающие в металлах и сплавах, а также формирование их свойств неразрывно связаны с характером и плотностью дефектов кристаллического строения и, в первую очередь, дислокаций. Так, пластическая деформация, обычно представляющая собой внутри-зеренный сдвиг, осуществляется, как об этом было сказано выше, путем движения дислокаций. [c.67]

В первой части учебника рассматриваются кристаллическое строение металлов, действие на их строение и свойства процессов кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации, фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния двойных и тройных систем. Подробно освещены вопросы технологии термической и химико-термической обработки стали. Описаны конструкционные, инструментальные, нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы на основе титана, меди, алюминия, магния и других металлов. [c.2]

Однако при сварке, в отличие от способов механического крепления заготовок, возникает ряд специфических проблем, связанных с тепловым воздействием источников нагрева при сварке плавлением, с приложением механических усилий без сопутствующего нагрева при соединении заготовок под давлением. В результате в металле протекают физико-химические процессы, которые могут повести к нежелательному изменению его свойств, развитию физической (структурной) и химической неоднородности и появлению остаточных деформаций и напряжений. Особенно сложны эти проблемы при соединении разнородных металлов, отличающихся кристаллическим строением и теплофизическими характеристиками. Поэтому при проектировании сварных соединений следует учитывать совокупность конструктивных и технологических факторов, а также свойства соединяемых материалов. Принятые конструктивные формы в известной мере ограничивают технологические возможности в смысле выбора способа сварки, от которого зависит, в свою очередь, конечный результат технологического процесса изготовления конструкции. Под технологичностью сварной конструкции понимают такое конструктивное оформление, при котором вместе с удобствами изготовления обеспечивается возможность применения высокопроизводительных технологических процессов при максимальной механизации и автоматизации отдельных технологических операций. При создании наиболее рациональных конструкций необходимо в процессе их проектирования исходить нз условий обеспечения максимальных удобств при выполнении отдельных технологических операций и минимального веса при заданном качестве сварного соединения. Кроме того следует учитывать, что неизбежные искажения формы, вызываемые тепловым эффектом сварочного процесса, должны быть минимальны. [c.376]

Анализ процесса схватывания при работе деталей машин, а также исследование природы и закономерностей этого явления в лабораторных условиях показали, что оно в большой степени определяется внутренним кристаллическим строением и физикомеханическими свойствами трущихся металлов [18, 19, 30, 39]. Склонность металлов к схватыванию также зависит от их способности образовывать при трении пленки окислов и от свойств этих пленок. [c.382]

В развитии науки о металлах исключительные заслуги имеют многие наши соотечественники. Выдающаяся роль принадлежит русскому металлургу П. П. Аносову, получившему высококачественную сталь. П. П. Аносов установил зависимость свойств металлов от их кристаллического строения и впервые применил микроскоп для изучения внутреннего строения стали на полированных и травленых шлифах (образцах). [c.4]

Типичная структура закаленной стали, склонной к замедленному разрушению, наблюдается в участке перегрева околошовной зоны (рис. 6-18). Она характеризуется крупным зерном и соответственно крупными мартенситными иглами, выходящими своими торцами на границы зерен. В результате изменений в пограничных объемах зерен искажается атомное кристаллическое строение металла. Можно предполагать, что по строению и свойствам эти пограничные участки зерен приближаются к аморфным телам. [c.246]

Напряжения второго рода возникают главным образом вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы (например, в черных металлах феррит, аустенит, цементит, графит), обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различны. Структуры, представляющие собой смесь фаз (например, перлит в сталях), а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла, обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутризеренные и межзеренные напряжения еще в процессе первичной кристаллизации и при последующих превращениях во время остывания. При высоких температурах напряжения уравновешиваются в силу пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (в силу различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (в силу различия и анизотропии механических свойств), а также при наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.153]

Существование вещества — металла — в виде нескольких кристаллических форм, различных по строению и свойствам, носит название аллотропии, или полиморфизма. [c.20]

Коррозионный процесс, являющийся результатом взаимодействия металлов с внешней средой, в значительной степени зависит от строения металлов. Металлы в твердом состоянии представляют собой кристаллические тела. Коррозионные свойства металлов зависят от структуры металлической решетки, ориентировки кристаллов и т. п., существенно изменяясь в связи с присущей кристаллическим телам анизотропностью, изменением ориентировки кристаллов, состоянием границ кристаллитов и т. п. [c.6]

Кристаллическое строение и свойства упрочняющих фаз и прежде всего тугоплавких высокомодульных карбидов, нитридов, оксидов, боридов переходных металлов также обусловлены электронным строением их атомов и физической природой межатомных связей. Исключительно высокие характеристики прочности решетки этих соединений — экстремальные температуры плавления, теплоты образования, чрезвычайно высокие твердость и прочность — представляют прямое следствие образования сильных коротких.ковалентных связей металл — эле1у1ент внедрения, возникающих вследствие перекрытия остовных оболочек ионов. Металлические связи между соседними атомами, возникающие в металлической подрешетке, дополнительно укрепляют структуру таких соединений. Особо важную роль для дисперсионного упрочнения тугоплавких металлов V—VI групп играют карбиды, нитриды, оксиды и бо-риды металлов IV группы. [c.4]

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]

Фазой называют однородную по химическому составу, кристаллическому строению и свойствам часть системы, отделенную от других частей системы поверхностного раздела. Фазами могут быть жидкие и твердые растворы, химические соединения. Однофазной системой является, например, однородная жидкость, двухфазной —механическая смесь двух видов кристаллов. Комтнентами называют вещества, образующие систему. Компонентами могут быть элементы (металлы и неметаллы), а также устойчивые химические соединения. [c.21]

Таглм образом показано, что неравновесные точечные дефекты -вакансии и межузельные атомы являются главной причиной обргазова-ния ВН в электролитических осадках [43-44]. Превалирующий в структуре осадка тип дефекта кристаллического строения обусловлен свойствами металла и условиями электролиза и определяет знак ВН, Очевидно, что изменяя соотношение дефектов в осадке или уменьшая их концентрацию, можно регулировать ВН и получать малонапряженнне гальванопокрытия. [c.66]

Старение материалов и остаточные внутренние напряжения. Старение представляет собой процесс, заключающийся в изменении строения и свойств металлов и сплавов, происходящий при нагреве (искусственное старение) или самопроизвольно в процессе длительного хранения при нормальной температуре (естественное старение). Это явление наблюдается в тех металлах, которые предварительно прошли какую-либо обработку, связанную с неравномерным нагревом или охлаждением (закалка, наклеп и т. п.), и приобрели неустойчивое, метастабильиое состояние, связанное с искажением кристаллической решетки и с образованием таких кристаллических структур, которые не свойственны данному металлу или сплаву. [c.400]

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]

Вещества даже одного и того же химического состава в зависимости от кристаллического строения и фазового состава могут находиться в различных магнрпньк состояниях. Например, Ре, Со и Ni с кристаллическим строением ниже определенной температуры точка Кюри) обладают ферромагаитными свойствами, а выше этой температуры они парамагнитны. Переход из парамагнитного состояния в антиферромагнитное происходит при понижении температуры (ниже темпертуры Нееля Г ) и представляет собой фазовое превращение 2-го рода. У некоторых редкоземельных металлов между ферро- и парамагнитной температурными областями существует антиферромагнитная область. [c.98]

В книге рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях при нагреве стали и чугуна. Проанализировано влияние исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита, его строение и свойства. Рассмотрен механизм а -> -превращения с общих пози-Щ1Й о возникновении метастабильных состояний, развития релаксащюнных явлений и вторичных процессов при фазовых переходах. Особое внимание уделено роли дефектов кристаллического строения в образовании аустенита и их влиянию на формирующуюся структуру, размер зерна и свойства металла после термической обработки. [c.2]

Как известно, все тела состоят из большого количества атомов, отделенных друг от друга промежутками ничем не заполненного пространства. Атомы удерживаются силами сцепления, совершая колебания большой частоты возле точек равновесия. Поскольку атомы разных металлов различны, каждый металл имеет свои определенные свойства. Эти свойства зависят от расположения атомов между собой, характера их связей, расстояния между ними. Если изменить расстояние между атомами или порядок их расположения, изменятся и свойства металла. В аморфных телах (смола, стекло, канифоль) атомы расположены беспорядочно. В металлах они находятся в определенном геометрическом порядке, образуя кристаллы, поэтому металлы являются кристаллическими телами. Металлы различаются не только порядком расположения атомов, но и строением кристаллической решетки. Кристаллическая решетка представляет собой воображаемую пространственную сетку, состояпцую из элементарных ячеек, в узлах которой находятся атомы. Атомы изображаются условно — в виде шариков. [c.6]

Важнейшие свойства керамики из двуокиси циркония приведены в табл. II. 38. Характерной особенностью этой керамики является слабокислотная или инертная природа, устойчивость против воздействия при высоких температурах ряда металлов, силикатов, стекол и восстановительной среды. Керамика из двуокиси циркония обладает низким коэффициентом теилонроводности 1,5—1,7 ккал1м час °С в интервале 100—1000° С. В отличие от других видов керамики чистых окислов, характеризующихся кристаллическим строением и ничтожным содержанием стекловидной фазы, коэффициент теплопроводности изделий из двуокиси циркония нри повышении температуры возрастает, как у шамотных и динасовых огнеупоров. Сочетание низкого коэффициента теплопроводности и сравнительно [c.275]

Основой химического элемента, в том числе и металлов, является атом, состоящий из электрически положительного заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Способность атомов соединяться 1руг с другом, образовывая связи различной прочности, объясняется разницей в электронном строении элементов. Свойства атома, а также связь между собой атомов одних и тех же элементов а атомов различных элементов зависят от общего числа электронов в атоме, расположения их по электронным уровням. Соединение отдельных атомов между собой и образование атомных комплексов обусловливает создание молекул химических соединений, образование атомных агрегатов металлов и других веществ. Эта способность атомов одного и того же или различных веществ образовывать неразъемное соединение является важнейшим фактором при сварке металлов. Основой образования неразъемных соединений является взаимодействие электронов, а движущей силой этого взаимодействия — стремление атомов к образованию завершенных электронных оболочек и достижению наиболее устойчивого распределения электронов. Возможность отдачи электронов одними атомами и присоединения их другими создает положительно и отрицательно заряженные ионы, которые, притягиваясь друг к другу, обусловливают наличие прочной атомной связи. Оставшиеся у ионов заполненные или незаполненные оболочки, взаимодействуя, определяют строгую закономерность расположения атомов-ионов в пространственной кристаллической решетке. Характер этого расположения атомов определяет вид пространственной кристаллической решетки. Для соединения двух металлов имеет значение соответствие их кристаллического строения и размеров атомов. Лучшие условия для совмещения атомов и установления общности кристаллического строения атомов, т. е. для сварки, будут при одинаковых кристаллических решетках, однотипных решетках с близкими параметрами и атомами с близкими размерами. В реальных условиях четкая закономерность нарушается наличием [c.4]

На первой стадии нагрева металла при сравнительно невысокой температуре начинаются изменения, связанные с дефектами кристаллического строения. При дальнейшем новышении температуры в некоторых металлах развивается вторая стадия возврата структуры металла. Чаще всего это бывает в металлах при нагреве после небольших деформаций или в процессе горячей деформации при пониженной температуре. При дальнейшем нагреве начинается процесс первичной рекристаллизации. Небольшое дальнейшее повышение температуры или увеличение времени пребывания при температуре начала рекристаллизации приводит к изменению структуры металла, когда металл приобретает высокую пластичность, а созданная наклепом повышенная прочность снижается. За первой стадией рекристаллизации следует вторая, при которой за счет диффузионных процессов происходит активный рост зерен. Процессы рекристаллизации имеют разностороннее зна- чение при формировании сварных соединений. При дуговой сварке процесс рекристаллизации влияет на строение и свойства сварного соединения. Термодефор- [c.7]

Литой цинк при обыкновенной температуре имеет более или менее грубое кристаллическое строение и хрупок в зависимости от способов литья и охлаждения. При температуре выше 100° металл становится пластичным и поэтому может быть обрабагываем прокаткой и прессовкой. При температуре выше 250° он опять становится хрупким и легко распадается в порошок. В сухом воздухе цинк не подвергается изменениям, а в сыром покрывается тонким, плотно прилегающим слоем основной углекислой соли цинка, содержащего воду, предохраняющим цинк от дальнейшего разрушения. Нагретый на воздухе до 500° цинк воспламеняется и горит светлым, голубовато-зеленым пламенем в окись цинка. Чистая вода не разрушает цинка, но вода с содержанием аммиака, углекислоты или солей разрушает его сильно. Щелочи растворяют цинк медленнее, чем кислоты (в азотной кислоте цинк растворяется легко, в соляной и серной — немного труднее) чем чище цинк, тем он растворяется труднее. Гипс, раствор гипса с песком и цемент без песка сильно разрушают цинк. Рафинированный цинк и чистый цинк могут быть прокатаны в листы и полосы и обработаны под прессом при температурах между 100 и 160°. Обработанный таким образом цинк может быть легко тянут в проволоку. Прокатанный, пресованный и тянутый цинк мелкозернист и волокнист, с в о й ст в а прочности совершенно отличны от литого металла см. таблицу 4. При нагревании выше 100°, а при особенно больших размерах предмета выше 150° наступает с повышением температуры быстро ускоряющаяся рекристаллизация, понижающая хорошие свойства механической прочности и уменьшающая их в конце концов до той же степени, как у литого цинка, сопротивление которого в лучшем случае 2 кг/млА, также при длительном пребывании катанного или прессованного цинка в температуре воздуха он становится крупнозернистым. [c.1151]

Радиационное облучение ядерными частицами оказывает влияние на структуру и свойства металлов и сплавов, особенно быстрыми нейтронами, не взаимодействующими с электронами и потому глубоко проникающими в кристаллическую решетку металла. Под влиянием облучения быстрыми нейтронами в металле происходит ионизация атомов и образуется большое число кристаллических несовершенств и областей с локально высоким выделением тепла. Ядерное облучение оказывает значительное влияние на атомнокристаллическое строение металлов, в результате чего меняются их физико-механические свойства твердость и прочность повышаются, а пластичность и вязкость снижаются. Например, по данным С. Т. Конобеевского, Н. Ф. Правднэка и В. И. Кутайцева, сильное облучение быстрыми нейтронами повышает твердость и предел прочности при растяжении железа-армко, алюминия, никеля и меди особенно заметен рост Ов у железа-армко и никеля. У нержавеющей стали сильно возрастает величина предела текучести, приближаясь [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...