Атомное строение металлов и сплавов

АТОМНОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ [c.3]

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 настоящее время металлография и смежные с ней науки располагают данными об атомном строении металлов и сплавов и природе внутренних связей в них. На основе этих данных разработаны методы термической (тепловой) обработки металлов и сплавов, изменяющей их механические и физические свойства в нужном направлении. [c.6]

Значительные возможности для более глубокого изучения структуры металлов дает применение рентгеновского анализа. Рентгеновские лучи, используемые для этой цели, имеют длину волны от нескольких десятых до нескольких ангстрем. Длина волны выбирается в зависимости от природы исследуемого металла, причем получение разных длин достигается применением рентгеновских трубок с разными антикатодами (например, из хрома, ко бальта, меди, железа, молибдена и т. д.). Использование такого коротковолнового излучения позволило установить характер пространственного размещения атомов в металлах, а следовательно, определить атомное строение металлов и разъяснить природу фаз, образующихся в сплавах, а также природу многих физических процессов, происходящих при изменении состояния металлов в результате пластической деформации и термической обработки. [c.53]

Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов [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 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]

Исследованиями и на практике установлено, что разнообразные металлы и сплавы имеют при одних и тех же условиях трения различную склонность к схватыванию и что чистые металлы в большинстве своем имеют большую склонность к взаимному схватыванию. Исключение составляют висмут, сурьма и некоторые другие металлы, которые в связи с особенностями их атомного строения даже в чистом состоянии не проявляют склонности к схватыванию. [c.104]

Общее свойство металлов и сплавов — их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристаллической структуры используют понятие кристаллической решетки, являющейся воображаемой пространственной сеткой с ионами (атомами) в узлах. [c.8]

В настоящее время построено несколько реакторов, где в качестве охладителя используется или жидкий натрий, или эвтектический сплав жидких натрия и калия. Возможность использования этих и других жидких металлов стимулировала изучение физических свойств жидких металлов и сплавов. Первые результаты таких исследований были суммированы в 1950 и 1952 гг. Лионом [1, 2]. Предпринятая попытка была довольно специфической и охватывала не слишком большое число металлов и сплавов, выходящих за пределы использования в ядер-ных реакторах. Более широкая область была охвачена в 1954 г. Фростом [9], который попытался сопоставить свойства жидких металлов и сплавов с их возможной атомной структурой. Все же в большинстве случаев, чтобы представить законченную картину строения металлической жидкости, информации недоставало. За последнее десятилетие опубликовано много экспериментальных работ о жидких металлах и сплавах и теперь можно более [c.11]

В последние годы в различных областях народного хозяйства, в частности в металлургии и машиностроении, для исследования и контроля производства металлов и сплавов, а также при эксплуатации машин и механизмов применяют меченые атомы (радиоактивные изотопы). Меченые атомы — это такие формы, например, фосфора, серы, марганца и др., которые имеют одинаковые химические свойства с данным элементом, но отличаются от него физическими свойствами. У всех изотопов данного элемента число электронов и строение их электронных оболочек одинаковы и, следовательно, их химические свойства также одинаковы. Но изотопы отличаются от данного элемента физическими свойствами, зависящими от массы ядра они имеют одинаковый атомный номер, но различную атомную массу, так как их ядра состоят из одинакового числа протонов и различного числа нейтронов. Вследствие этого у них разные температуры кипения, скорость диффузии, скорость абсорбции, другие физические свойства. [c.111]

В тесной связи с атомным строением металлов находятся их высокие прочность и твердость наряду с достаточной пластичностью и вязкостью. Высокие механические свойства делают металлы и их сплавы основными материалами, применяемыми для изготовления деталей машин, инструментов и конструкций. [c.96]

Установление зависимости между строением металлов и их свойствами послужило толчком к дальнейшим исследованиям строения металлов. В настоящее время строение металлов исследуют рентгеновскими методами и при помощи электронного микроскопа. Кроме того, современное металловедение использует данные атомной физики, что позволяет глубже изучить природу строения металлов и указывает новые пути повышения механических свойств металлов и сплавов, применяемых в технике. [c.58]

От атомного строения зависит и ряд свойств, характерных для всех металлов (например, большая электропроводность, теплопроводность и др.), С особенностями атомного строения связан характер взаимодействие металлов друг с другом, способность их давать различного рода соединения, чем объясняются свойства сплавов — сложных тел, в которое входит несколько металлов, металлы с неме-халлами и т. д. [c.7]

Пластическая деформация металлов и сплавов, которые имеют кристаллическое строение, происходит путем взаимного смещения зерен металла (межкристаллитная деформация) или путем изменения формы отдельных зерен (внутрикристаллитная деформация). При деформации зерен протекают одновременно два процесса сдвиг — скольжение одной части атомной решетки относительно другой по плоскостям с плотно расположенными атомами и поворот атомных решеток кристалла друг относительно друга (двойникова-ние). В результате этих процессов зерна становятся мельче, на плоскостях скольжения возникают силы, препятствующие дальнейшей деформации, и металл упрочняется (наклепывается). [c.304]

Исследование кинетики отдельных ступеней электрохимической коррозии металлов и установление характера контроля в различных условиях протекания процесса коррозии. Изучение механизма защитного действия различных антикоррозионных мероприятий путем определения степени торможения ими отдельных ступеней коррозионного процесса. Установление связи коррозионной стойкости металлов и сплавов с электронным строением атома, т. е. с местонахождением данных металлов в Менделеевской таблице. Электрохимическое изучение структурной коррозии сплавов. Приложение теории дислокаций в атомных решетках к явлениям электрохимической коррозии реальных металлов и сплавов. Исследование кинетики электрохимических процессов при наличии на поверхности корродирующего металла тонких полупроводящих окисных или высокополимерных пленок, или других тонких слоев (например, [c.581]

Однако осуществить эти условия не всегда возможно, и часто в конструкциях не удается полностью устранить ползучесть, а только замедляют ее. Поскольку скорость ползучести зависит от состава и строения металла, стремятся уменьшить ее соответствующим легированием или термической обработкой. При этом уменьшается скорость процессов разупрочнения при заданных температурах, что достигается тогда, когда возрастают атомные связи в металле уменьшается величина пластической деформации, вызванной данным напряжением, т. е. повышается прочность сплава при данной температуре. [c.455]

Сведения о строении металлов дает также рентгеновский анализ, позволяющий определить размещение атомов в кристалле и механизм атомных перемещений в процессе превращений, а также определить природу тех или иных фаз и структур, имеющихся в сплавах. [c.10]

В 1935—1955 гг. Н. В. Агеев, С. Т. Конобеевский, Г. В. Курдюмов и Г. С. Жданов изучали атомное строение фаз в металлических системах рентгенографическими методами. Работы К. П. Бунина и его учеников внесли большой вклад в развитие металловедения чугунов, а работы С. М. Воронова и Д. А. Петрова — в развитие металловедения алюминия. Работы А. Д. Леонова имели большое значение в области химико-термической обработки сталей. Много было сделано А. П. Гуляевым в развитии металловедения легированных конструкционных сталей. Под руководством Е. М. Савицкого проводились обширные исследования в области металловедения сплавов редких металлов. [c.6]

Под сваркой понимают технологический процесс получения неразъемного соединения из металлов, их сплавов и других материалов, а также разнородных материалов. Соединение, полученное при сварке, характеризуется непрерывной структурной связью и монолитностью строения за счет образования атомно-молекулярных связей между элементарными частицами соединяемых деталей. [c.98]

Область применения. Многие фазы в металлических сплавах и в большинстве случаев также и зерна (кристаллиты) имеют размеры 10 - — 10 см и обнаруживаются при тех увеличениях, которые создает современный металлографический микроскоп. В таких случаях рентгеновский анализ дает, как уже указывалось выше, необходимые сведения о природе (атомном строении) соответствующих фаз, но не указывает характер распределения этих фаз в металле. Более того, микроанализ даже при применении во многих подобных случаях очень больших увеличений выявляет отдельные детали строения фаз, но не дает общего представления о структуре сплава. [c.53]

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]

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]

Центр, проблемой М. является изучение атомной структуры металлов и сплавов и её эволюции при изменении темп-ры, давления, магн. поля и др. Теория позволяет лишь в простейших случаях рассчитать характер кристаллич. структуры исходя из электронного строения атомов, и практически вся информация о кристаллич. решётках получена экспериментально (дифракция ренгг. лучей, электронов, нейтронов, алектроллая микроскопия высокого разрешения, мёссбауэровская спектроскопия). [c.112]

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]

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]

РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ (рентгеноструктурный анализ) — методы исследования атомного строения вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентг. излучения. Р. с. а. кристал-лич. материалов позволяет устанавливать координаты атомов с точностью до 0,1—0,01 нм, определять характеристики тепловых колебаний этих атомов, включая анизотропию и отклонения от гармония, закона, получать по эксперим. дифракц. данным распределения в пространстве плотности валентных электронов на хим. связях в кристаллах и молекулах. Этими методами исследуются металлы и сплавы, минералы, неор-ганич. и органич. соединения, белки, нуклеиновые кислоты, вирусы. Спец, методы Р. с. а. позволяют изучать полимеры, аморфные материалы, жидкости, газы. [c.369]

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]

Систематические исследования относительной износоустойчивости металлов и сплавов при трении об абразивную поверхность привели к уточнению представлений о природе связи износоустойчивости и твердости [8]. Для чистых металлов в отожженном или литом состоянии износоустойчивость прямо пропорциональна твердости, т. е. 8=6-Я. Эта прямая, проходящая через начало координат (рис. 4), характеризует природную износоустойчивость металла в связи с его атомно-кристаллическим строением. Наклеп, повыщающий твердость металлов, не изменяет их износоустойчивости при абразивном изнашивании ввиду того, что истинное сопротивление разрушению при отделении частиц металла зернами абразивного материала не зависит от предварительного наклепа. Термическая обработка стали (закалка с последующим отпуском), сопровождающаяся увеличением твердости, повышает и износоустойчивость стали. При этом точки для отожженных сталей ложатся на основную прямую для [c.1237]

В силу указанных выше особенностей металлы и сплавы имеют следующее атомно-кристаллическое строение. В определенных местах кристаллической решетки располагаются положительно заряженные ионы, а наружные свободные электроны создают внутри металла как бы легкотекучую жидкость, или электронный газ, который беспорядочно движется во всех направлениях. Но при определенных условиях, например при создании разности потенциалов, движение электронов получает определенное направление и возникает электрический ток. [c.7]

Применение рентгеновского анализа для изучения металлов позволило в начале 20-х годов установить кристаллическое строение многих металлических сплавов и изучить изменения их в зависимости от термической обработки. Атомное строение металлических фаз исследовано в работах рентгенографов Г. В. Вульфа, [c.4]

Условия пластичности Сен-Венана и Губер-Мизеса справедливы. однако, только для некоторых чистых металлов с простейшим строением атомно-кристаллической решетки и мягких отожженных сталей (см. гл. I), Пределы текучести нри кручении других металлических материалов, как это следует из экспериментальных определений этой характеристики, произведенных, в частности, С. Т. Кигакиным и С. И. Ратнер [83], могут значительно отк, 1оняться от приведенных теоретических соотношений как в большую, так и в мепьшую сторону. Фактически, в зависимости от структуры металла (его кристаллической решетки, состава, режима термической обработки), отношение условного (расчетного) предела текучести То,з к (Ти,2 Для различных металлических материалов колеблется в пределах 0.25 0,84, а отношение истинного предела текучести при кручении о,з к ао,а — в пределах 0,25 0,74. Для высокопрочных сталей, деформируемых алюминиевых сплавов, магниевых сплавов, бронзы отклонения от теоретического соотношения достигают 30—40%. У конструкционных сталей с метастабильной структурой (пониженные [c.65]

Дальнейшие данные о строении металлов дает рентгеновсюий анализ, позволяющий определить размещение атомов в кристалле и механизм атомных перемещений в процессе превращений и глубже изучить. прирОлТу сплавов. С помощью рентгеновского анализа можно также определить природу тех или иных фаз и структур, имеющихся в сплавах. Так, например, микроструктура твердых растворов, наблюдаемая в микроскоп, не отличается от микроструктуры чистых металлов, а рентгеновский анализ позволяет не только установить отличия между ними,, но и определить тип и природу твердого раствора. [c.15]

Так, Тамманн и Брауне, изучая отожженные сплавы золота с серебром, нашли, что они почти не растворяются в серной кислоте при 150°, если в сплаве больше 50 атомных процентов золота если же в сплаве содержится только 49% золота, то коррозия становится ощутимой. Тамманн установил, что подобные границы растворимости существуют и для других систем спл авов, таких как золото-медь и золото-палладий, но что граница зависит от коррозионной среды и условий. Иногда для разделения необходимо, чтобы % атомов в сплаве относились к менее благородному компоненту. Он также нашел, что резкая граница обычно получается только в случае отожженных сплавов, когда распределение атомов обоих типов в решетке упорядоченное, т. е. когда получается сверхструктура . В неотожженном же сплаве, хотя места расположения атомов в целом и составляют правильную решетку, распределение атомов совершенно спорадично, поэтому может случиться, что даже в сплавах, содержащих большое количество растворяющегося в коррозионной среде элемента, встретятся группы атомов этого элемента, окруженные атомами более благородного элемента, вследствие чего они не будут растворяться в коррозионной среде. Если же распределение атомов упорядочено с помощью отжига, то при определенном составе сплава мы внезапно переходим от состояния, в котором доступным для коррозионной среды являются только те растворимые в этой среде атомы, которые расположены вблизи поверхности, к состоянию, в котором имеются непрерывные дорожки из растворимых атомов от поверхности вглубь при таком строении становится возможным полное разделение двух металлов, составляющих сплав. [c.322]

При диффузионной сварке в вакууме в зависимости от режимов процесса наблюдается большая или меньшая степень пластической деформации металла и некоторые характерные для нее явления двойникование зерен, образование субзерен, рекристаллизация и др. Двойникование происходит за счет одновременного скольжения по системе атомных плоскостей и поворота деформированной части кристалла. Образование субзерен, которые имеют близкое к совершенному строение и отличающуюся ориентацию, обусловлено параметрами сварки. Чем выше температура сварки, тем более низкие давления сжатия, а следовательно, и пластическая деформация вызывают образование субструктуры. Например, при сварке сплава ЭП99 образование субструктуры наблюдали при температуре 1448 К, давлении сжатия 30 МПа и времени сварки 6 мин. В сплаве ЭИ602 образование субструктуры наблюдали при температуре 1073 К и после выдержки в течение 8 ч. При диффузионной сварке жаропрочных сплавов в зоне стыка происходит раздробление зерен на мелкие зерна, которые трудно заметны при увеличении 200, но хорошо различимы при увеличении 1000. Такие зерна образуются по выступам на поверхностях, т. е. на участках, где пластическая деформация значительно больше средней. [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...