Карбиды и нитриды металлов IV—V групп

Карбиды и нитриды металлов IV—V групп [c.60]

Рис 31 Схема взаимной растворимости карбидов (а) и нитридов (б) металлов IV и V групп (обобщение литературных данных) Сплошные линни — непрерыв ные твердые растворы штриховые линии — ограниченные твердые растворы линии отсутствуют — нет данных [c.61]

Тугоплавкие металлы относят к числу переходных элементов IVa—Via групп Периодической системы, у которых при переходе от одного элемента к соседнему происходит достройка внутренних электронных уровней (так называемых /-уровней). Такими металлами являются титан, цирконий, гафний (IV группа), ванадий, ниобий, тантал (V группа) и молибден, вольфрам (VI группа). Эта особенность строения атомов определяет высокую прочность кристаллической решетки рассматриваемых металлов. Все металлы указанных групп образуют весьма тугоплавкие, твердые и химически устойчивые соединения с рядом металлоидов, обладающих малыми атомными радиусами. К ним относят карбиды, нитриды, силициды и бориды, имеющие, как будет показано ниже, важное практическое значение. [c.446]

Прочность связи между атомами металла и неметалла в карбидах и нитридах характеризуют теплотой образования АЯ298К. кДж/(г атом) и свободной энергией образования (A(j298 k > кДж/(г атом) фаз, температурой их плавления и структурно нечувствительными упругими свойствами (табл 1) Наиболее высокие значения из указанных свойств имеют карбиды и нитриды элементов IV и V групп По мере увеличения номера группы свойства изменяются в сторону уменьшения прочности связи атомов в карбиде и нитриде или, как говорят, прочности или стойкости карбидов и нитридов [c.58]

Для чистых переходных металлов при движении вдоль периода слева направо (от Ti к Ni), т е по мере заполне ния внешних d и s электронных оболочек, происходит пе реход от о ц к решетки кгцкигпу решетке Кар биды и нитриды металлов IV и V групп имеют простые г ц к решетки типа Na l, у карбидов и нитридов VI пе риода преобладают гексагональные решетки Карбид хро [c.59]

Из физико-химических принципов упрочнения для тугоплавких металлов наиболее важными оказываются твердорастворное упрочнение металлической основы и повышение ее прочности дисперсными частицами. Твердорастворному упрочнению ОЦК металлов в области высоких температур способствует легирование более тугоплавкими металлами, повышающими температуру плавления и электронную концентрацию сплава. Наиболее эф )ективным оказалось дисперсное упрочнение тугоплавких металлов высокопрочными карбидами, нитридами, оксидами, боридами металлов IV—V групп, обладающих наивысшими характеристиками термодинамической стабильности и прочности. Рациональной основой для разработки жаропрочных сплавов могут служить тройные системы металл V, VI групп — металл IV группы—элемент внедрения, где металл V—VI групп представляют основной компонент, а тугоплавкое соединение MeivX — упрочняющую фазу, образующую с ним квази-бинарную эвтектическую систему. Переменная растворимость соединения в матрице позволяет реализовать путем термической обработки дисперсионное упрочнение деформируемых сплавов, а при [c.4]

В работе Уманского [140] эти представления распространены на весь класс фаз внедрения. Имеет место аддитивность кристаллической структуры и физических свойств. Все металлы, образующие класс соединений, являются переходными, а неме таллы обладают близкими значениями потенциала ионизации 21,7-10 ( йс (13,54 эб) для водорода, 23-lQ- дж (14,47 эв) для азота, 18-10 дж (11,24 эв) для углерода. Тепловой эффект — экзотермический, причем он тем больше, чем менее заполнена с -подгруппа металлического атома. У карбидов и нитридов циркония и титана — элементов IV группы — эффект больше, чем у карбидов и нитридов тантала н ванадия — элементов V группы. Реакция образования карбидов молибдена и вольфрама МогС и W является эндотермической. При пропускании тока через-стальную проволоку при 1070 С скорость диффузии углерода в направлении тока (от анода к катоду) больше, что указывает на положительную ионизацию атомов углерода, подобно атому водорода в PdH. [c.168]

При образовании комплексных карбонитридов метал лов IV и V групп хорошо соблюдается закон Вегардта зависимость периодов решетки твердого раствора от сос тава —прямолинейная Это иллюстрирует рис 32, на котором приведены данные по изменению периодов решетки при взаимной растворимости карбидов и нитридов ванадия, ниобия и титана — элементов, наиболее часто применяемых для легирования сталей из числа металлов IV и V групп [c.62]

Если идти от двойных систем металлов V, VI групп с примесями внедрения, характеризующимися собственными сравнительно малостабильными карбидами, нитридами, боридами и окислами, и значительной растворимостью их в металле, к тройным системам переходных металлов IV—VI групп с элементами внедрения, то прогрессивно возрастающей термодинамической стабильности упрочняющего соединения Ме Х будет отвечать определенная последовательность тройных диаграмм, характеризуемых четырьмя типами изотермических сечений Mev,vr-viii (слева) —Meiv.v (справа) — X (сверху) [12, 13]. [c.151]

При трении контрольных образцов из инструментальных материалов по контртелам из труднообрабатываемых материалов наибольшее снижение силы трения обеспечивают двухфазные твердые сплавы ВК, причем отмечается тенденция увеличения F по мере роста зернистости этих сплавов и содержания кобальта. Значительное снижение Fk обеспечивали покрытия на основе нитридов тугоплавких металлов V и VI групп Периодической системы элементов по сравнению с нитридами и карбидами металлов IV группы. При трении по титановым сплавам ВТ16 и ВТ20 особенно заметна малая эффективность покрытий Ti и TiN, однако отмечается тенденция снижения Fk при трении по титановым сплавам для нитридов металла IV группы в следующей последовательности TiN, ZrN и HfN. Для труднообрабатываемых сплавов отмечено значительно большее снижение силы трения при нанесении покрытий на основе нитридов металлов V и VI групп, эффективность которых возрастает в следующей последовательности NbN,. rN и MoN. [c.61]

Получаемые плазмохимическим способом ультрадисперс-ные нитриды содержат, как правило, большое (до 7 ат. % ) количество примесного кислорода. Внедрение его в карбиды и нитри- ды заметно снижает период их решетки [254]. Период решетки кубических нитридов переходных металлов IV и V групп заметно понижается при уменьшении содержания азота [55, 255]. С учетом этого выводы [49—51] о сокращении периода решетки [c.74]

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]

При растворении металлов IV группы, имеющих большие атомные радиусы, в металле-основе V—VI групп происходит увеличение napaMetpa решетки и размеров междоузлий, благодаря чему повышается растворимость примеси внедрения, входящей в раствор в виде катионов Х" . Это отчетливо наблюдается, например, при растворении углерода в молибдене в зависимости от содержания титана, циркония и гафния [21] (рис. 57, а, в), при растворении в ниобии углерода, титана, циркония и гафния [22—24] и т. д. Дальнейшее увеличение содержания более электроположительного металла IV группы, образующего термодинамически более устойчивые бориды, карбиды, нитриды, окислы, чем металлы V, VI групп, приводит к снижению растворимости примеси внедрения вследствие усиления образования комплексов представляющих заро- [c.166]

Нанокристаллические керамические материалы интенсивно исследуются в последнее время в связи с необходимостью создания твердых и одновременно нехрупких, устойчивых к растрескиванию материалов. В этом отношении нерснективны несте-хиометрические карбиды переходных металлов IV и V групп, уступаюш ие по твердости только алмазу и кубическому нитриду бора [123]. [c.53]

Как было показано в гл. III и IV, наиболее эффективными упрочняющими фазами для тугоплавких металлов, и в частности для ванадия, могут быть карбиды, нитриды, окислы металлов IVA группы, образующиеся в системах V—Meiv — элемент внедрения. [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...