Металлы, их природа и строение

Металлы, их природа и строение [c.8]

Характер взаимодействия металлов при пайке определяется их активностью, которая зависит не только от природы и строения основного металла и припоя, но и от внешних факторов, активизирующих процесс. Например, в системах Fe—Ag, Fe—Pb, W—Mn, W—Sn при температуре, незначительно превышающей температуру плавления легкоплавкого металла указанных пар, смачивание отсутствует. При определенном перегреве в ус- [c.163]

Скорость коррозионного процесса зависит не только от термодинамической устойчивости металлов или сплавов, способности их к пассивации и других явлений, рассмотренных в предыдущих главах, но также от других различных факторов, объединяемых обычно под названиями внешних и внутренних факторов коррозии. К первым обычно относят природу, состав и концентрацию агрессивной среды, температуру при которой протекает коррозионный процесс, давление, скорость движения потока и др. Ко вторым — факторы, вытекающие из природы и строения металла или сплава, структурных его особенностей, методов его обработки, положения его в периодической системе, напряжений, возникающих в нем и др. [c.64]

ВОВ размер зерен составляет сотые доли миллиметра, он мал по сравнению с размерами изделий из этих сплавов. Поэтому наличие микронеоднородности не влияет на поведение металла в изделии, и металл считают однородной сплошной средой. Многие сплавы состоят из кристаллических зерен, имеюш их разный химический состав и разное строение, внутри зерен и на границах между ними могут возникать включения из материала иной природы. Тем не менее подобный сплав рассматривается как однородная сплошная среда. Может возникнуть другой вопрос. Предположим, что нам известны свойства всех составляющих поликристаллической структуры и имеются данные об их распределении. Требуется определить свойства композиции. Эта задача принадлежит механике, поскольку конечная цель состоит в построении модели сплошного однородного тела со свойствами, эквивалентными свойствам неоднородного тела, имеющего заданное строение. [c.21]

В настоящее время не существует единой теории, объясняющей механизм действия любого, ингибитора и применимой к любой коррозионной системе. Поведение отдельного ингибитора в процессе коррозии необходимо рассматривать исходя из конкретных условий, т.е. в зависимости от типа и строения самого ингибитора, природы коррозионной среды и координирующего металла. Действие ингибиторов кислотной коррозии металлов связывается в первую очередь с их адсорбируемостью на границе раздела металл-раствор [90,152,153]. [c.68]

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]

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]

Металлы как кристаллические вещества при данных температуре и давлении характеризуются строго определенным пространственным расположением атомов, т. е. металл в твердом состоянии при данной температуре имеет энергетически устойчивое кристаллическое строение с минимумом свободной энергии, которой обладает атом или комбинация атомов. Нагрев или охлаждение вносят в состояние атомов энергетические изменения, а это может привести к перестройке в их взаимном расположении с минимумом свободной энергии. Следовательно, изменение температуры приводит к изменению свободной энергии. Однако до определенных температур нагрева металл остается кристаллическим телом. Повышение температуры приведет к дальнейшему изменению энергетического состояния атомов, близкому к энергетическому состоянию жидкости. При увеличении нагрева цельность металлической решетки нарушается, а в отдельных участках могут сохраняться отдельные группировки относительно закономерно построенных атомов. В силу энергетических условий они не могут быть устойчивыми, поэтому происходит их систематическое разрушение и образование. Эти группировки атомов в процессе кристаллизации становятся центрами кристаллизации. Чем меньше этих центров, тем из более крупных кристаллов будет состоять металл при переходе из жидкого состояния в твердое. Следовательно, условия плавления металла оказывают влияние на процесс кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Однако из-за большого перегрева металла в сварочной ванне к моменту кристаллизации останется очень мало указанных центров кристаллизации или они вообще будут отсутствовать. Поэтому в сварочную ваину необходимо вводить искусственные центры кристаллизации, природа и количество которых зависят от условий сварки и используемых сварочных материалов, состава основного и присадочного металлов. [c.5]

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]

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]

Влияние природы соединяемых материалов на схватывание изучалось в вакууме при остаточном давлении 10" ... 10" Па. Опыты показали, что наиболее существенное влияние на схватывание металлов оказывает различие в их атомных радиусах различие только в форме и строении кристаллических решеток не сказывается на способности металлов к схватыванию. [c.7]

Чтобы получить представление о природе металлов, их строении, составе и свойствах, а также определить пригодность и доброкачественность образцов и готовых изделий, прибегают к испытаниям и различного рода анализам. [c.23]

Как указывалось, большинство тугоплавких металлов имеет (как и а-железо) объемноцентрированную кубическую решетку, а для металлов, имеюш,их такое кристаллическое строение, характерно охрупчивание при определенных температурах (исключение—тантал). Температура этого перехода зависит от природы металла, его чистоты, а также от вида напряженного состояния, скорости деформирования, размера зерна и других факторов. [c.343]

Путем термообработки можно в широких пределах изменять физические и механические свойства большей части промышленных сплавов. Возможность изменения свойств сплавов путем термообработки, их свариваемость, структура и свойства сварных соединений и, что очень важно, возможность получения надежного соединения при сварке сплавов на основе разных металлов определяются природой сплавов, их строением, фазовым состоянием и составом, изменениями, происходящими при нагреве и охлаждении как в процессе термообработки, так и в процессе сварки. [c.39]

Способы испытания металлов. Чтобы получить представление о природе металлов, их строении, составе и свойствах, а также определить пригодность, доброкачественность образцов я готовых изделий, прибегают к соответствующим специальным испытаниям и различного рода анализам. [c.13]

Современными методами испытания металлов являются механические испытания, химический, спектральный, металлографический и рентгеноструктурный анализы, технологические пробы, дефектоскопия, а также испытания на обрабатываемость резанием, коррозионные испытания и др. Эти испытания дают возможность получить представление о природе металлов, их строении, составе и свойствах, а также определить качество материалов, заготовок и готовых изделий. [c.26]

Несмотря на то что прочность многих сплавов железа, алюминия и других металлов непрерывно повышается, одно время казалось, что все резервы металла уже исчерпаны. Значительное повышение прочности металлов стало возможным благодаря новым исследованиям в области природы, пластической деформации, изучения строения металлов, создания композиционных материалов на их основе. [c.17]

Настоящая глава посвящена механическим свойствам материалов, определяемым в эксперименте. Кроме того, обсуждаются некоторые явления, происходящие в материалах в связи с деформированием их и появлением в них напряжений. Для одной из основных групп материалов — металлов —даны в минимальном объеме сведения о физической природе деформаций и механизма разрушения, отражающие дискретность строения материи. Значительное внимание уделено влиянию различных факторов на механические свойства материалов и различным видам испытаний материалов. Описаны некоторые особенности групп и отдельных материалов. [c.223]

В зависимости от природы взаимодействующих металлов и температуры определяющими факторами второй стадии контактного плавления являются процессы, обусловленные или массо-переносом в твердую фазу через жидкую прослойку (образование перенасыщенных твердых растворов и их последующее плавление), или растворением твердого металла в жидком. При затвердевании расплава, образовавшегося при контактном плавлении двух металлов, возникают два спая, различных как по своей природе, так и по строению. Для определения направления развития процесса контактного плавления при постоянных температуре и давлении наиболее удобным критерием является изменение свободной энергии Гиббса. Зависимость свободной энергии от состава для твердой и жидкой фаз в двойных системах эвтектического типа при температурах выше эвтектической приведена на рис. 5. При наличии контакта между [c.14]

Будем также помнить, что все внутренние напряжения в металле, создаваемые присутствующими там дефектами кристаллического строения, имеют электростатическую природу напряжения растяжения вызваны увеличением расстояния ион - электрон, взаимодействие между которыми обусловливает металлическую связь напряжения сжатия возникают из-за уменьшения радиуса их взаимодействия ниже номинального и из-за деформации электронных оболочек ионов. [c.31]

Как правило, матрицей является металл, а армирующим компонентом — волокно. Однако возможно, когда матрицей будет керамическая фаза. Например, композиционной будет корундовая матрица, армированная волокнами нитрида алюминия или бора. Известно много вариантов таких композиций. Свойства волокнистых композиций зависят от природы компонентов, их соотношения, технологии производства. Большое значение имеют свойства волокон, которые различаются по кристаллическому строению (моно- и поликристалличе-ские), размерам (непрерывные или прерывные — штапельные) волокна обычно оценивают по соотношению длины / к диаметру d. Известно, что волокна обладают исключительно высокой прочностью, приближающейся у ряда материалов к теоретической. В табл. 53 приведены некоторые свойства нитевидных кристаллических волокон. [c.246]

В этой книге не делается попыток детального исследования поведения материалов с позиций физики твердого тела, однако обращение к простой атомистической модели поведения металлов должно помочь уяснить различные механизмы их повреждения. Читателю, возможно, покажется удивительным, что природа явления металлического сцепления и теория его количественного описания еще, по существу, неизвестны. К настоящему времени предпринято много попыток определить металлическое сцепление, используя сведения о химическом строении материала и его свойствах или характеризуя отличия металлического сцепления от других видов межатомных связей. Тем не менее из-за сложности строения металлов простого выражения для точного определения сил сцепления пока указать нельзя. [c.25]

В зависимости от природы металлов и сплавов, а также способа их получения в порошкообразном виде металлические частицы существенно различаются внешней формой, размерами, состоянием и структурой поверхности, нлотностью и внутренним строением металла. Сочетание этих свойств и взаимодействие частиц друг с другом определяют в конечном счете свойства порошка в целом. [c.315]

Для правильного выбора требуется знание природы, свойств металлов и их сплавов, а также влияния различных факторов на эти свойства. К таким факторам относятся химический состав, внутреннее строение, температурные воздействия и ряд других. [c.7]

Все листовые неметаллические материалы синтетического и природного происхождения по особенностям своей структуры и свойствам существенным образом отличаются от металлов. Это отличие обуславливается как особенностями их молекулярного строения и технологии изготовления, так и самой природой материалов. [c.8]

Для выявления пятен травления применяют различные реактивы, зависящие от природы металла и требующие особенно тщательной подготовки поверхности микрошлифа, исключающей механическое воздействие. По расположению пятен травления можно определить особенности тонкого строения кристалла — размеры блоков и степень их дезориентации. По числу пятен травления можно [c.27]

Представления о природе субструктуры стали значительно более ясными после появления теории дислокаций, позволившей объяснить наклон участков кристаллической решетки наличием скоплений дислокаций (см. стр. 88). Вопрос был дополнительно разъяснен после объяснения возникновения дислокаций и системы их расположения в процессе кристаллизации металла. Таким образом, постепенно составилось представление о субструктуре, как о естественной форме строения кристалла металла, насыщенного дислокациями. Кристалл не состоит из атомных плоскостей кристаллической решетки, равномерно уложенных во всем его объеме. Реальный кристалл состоит из участков решетки, наклоненных, повернутых и смещенных один относительно другого (см. рис. 110, 111). Субструктура этого типа определяется распределением дислокаций в объеме тела и оказывает существенное влияние на механические свойства металлов. [c.141]

П. я. влияют на термодинамич. равновесие фаз только в случае весьма развитой новерхности их раздела в коллоидных системах. Скорости же Процессов теплообмена и массообмена (перехода вещества из одной фазы в другую) — растворение, испарение, конденсация, кристаллизация, гетерогенные хим. процессы (напр., коррозия, гетерогенный катализ) — определяются величиной и свойствами поверхности раздела и поэтому резко зависят от молекулярной природы и строения этой поверхности. Адсорбционные слои могут вызывать существ, замедление процессов межфазового обмена. Так, монослои нек-рых поверхностно-активных веществ, напр, цетилового спирта, на новерхности воды значительно замедляют ее испарение. Таково же замедление (нрактич. прекращение) коррозии под действием адсорбционных слоев веществ, наз. ингибиторами, или пассивирующих (защитных) пленок окислов и др. хим. соединений на поверхности металла. [c.60]

Современный этап разбития техники характеризуется интенсификацией производственных процессов, ужесточением эксплуатационных условий, увеличением единичных мощностей машин и оборудования, что обусловило разработку и применение высокопрочных конструкционных материалов. Вместе с тем, высокопрочные стали и сплавы, как правило, более склонны к коррозионно-механическому разрушению, в частности, коррозионной усталости, чем менее прочные, но термодинамически более стабильные металлы. Поэтому одной из важных задач борбы с коррозией является решение металлургической стороны проблемы, т.е. установление влияния природы, состава, строения металлов на их коррозионно-механическое разрушение с целью получения данных для оптимизации технологии производства конструкционных материалов. [c.3]

Первые исследователи этого явления считали, что при переменных напряжениях происходит перерождение структуры металла, он как бы устает. Отсюда и пришли названия — усталость металла, усталостное разрушение. Но дальнейшие исследования показали, что структура металла не меняется. По современным представлениям природа усталостного разрушения связана с неоднородностью строения материала. Локальные неоднородности структуры металла (их называют дислокациями) являются местами, около которых сосредоточиваются пластические деформации, происходяш ие еш е при напряжениях, меньших предела текучести. Дислокации могут при каждом цикле нагружения при достижении некоторого уровня напряжений слегка перемеш,аться. Когда они встречаются — происходит их слияние. В результате в конце концов образуется микротре-ш,ина, которая постепенно растет, поглош,ает все новые и новые дислокации и превраш,ается в макротреш,ипу (зона Б). Дальнейший рост треш,ины все более и более ослабляет сечение, и деталь наконец разрушается. [c.465]

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]

Адгезионная прочность образовавшихся электроосаждением металлических пленок зависит от дислокационного строения поверхности металлов [233]. На поверхности металла, выполняющего роль субстрата, имеются активные участки, на которых возникают зародыши плепки. Активные участки поверхности и их долю по отношению к общей поверхности можно найти по величине поляризации в момент включения электрического напряжения. Поляризация, в свою очередь, определяется состоянием поверхности металлов, наличием окислов и другими причинами. Таким образом, адгезионная прочность полученных электроосаждением штепок зависит не только от природы металла, но и от состояния его поверхности. [c.282]

Таким образом, если твердость абразива намного больше твердости металла, то твердость абразива не оказывает существенного влияния на износ. При этом разные по природе абразивы одинаковой зернистости, обладающие твердостью более высокой, чем твердость металла, вызывают различные пзносы вследствие различия строения и формы зерен, остроты их граней и л1еханической прочности. Истирающая способность абразивов, одинаковых по составу и зернистости, но разного происхождения, может быть различной. [c.39]

Структурное состояние играет весьма важную роль в обеспечении коррозионной стойкости стали, ибо ее гомогенность, зернистость, характер кристаллической решетки, способность к растворению легирующих и примесных элементов и другие характеристики определяют пассиви)руемость, электрохимическую неоднородность, сорбционные способности металла. Фазовый состав стали, химическая природа выделений, их морфология и распределение в ряде случаев являются решающими в выборе металла, способов его обработки и назначении условий для эксплуатации химического 0б0 руд0вания. Различные фазы сталей отличаются как химическим составом, так и строением кристаллической решетки. Более того, даже в пределах одной фазы отдельные участки могут иметь существенные отличия в химическом составе, в напряженном состоянии и, следовательно, отличаться химической активностью, в частности вследствие образования сегрегаций на дефектах кристаллической решетки в результате восходящей диффузии. [c.38]

При затвердевании расплавленного материала слабые адге знойные связи заменяются прочными химическими связями, соответствующими природе соединяемых материалов и типу их кристаллической решетки. При сварке плавлением вводимая энергия (обычно тепловая) должна обеспечивать расплавление основного и присадочного материалов, оплавление стыка, нагрев кромки и т. д. При этом происходит усиленная диффузия компонентов в расплавленном и твердом материалах, их взаимное растворение. Эти процессы, а также кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны (или припоя) обеспечивают объемное строение зоны сварки, что обычно повышает прочность сварного соединения. [c.13]

Необходимость поиска оптимума кузнечной машины как орудия производства, высказанная А. И. Зиминым, потребовала детального анализа технологических процессов ковки и штамповки. Сейчас во всех диссертациях технологического профиля, — подчеркивал А. И. Зимин, — обращают внимание на напряженное и деформированное состояние. А на формоизменение не обращаем внимание. Не рассматриваем внутреннее строение поковок. Значит, чтобы сдвинуть это дело, надо от изучения напряженного и деформированного состояния поковок перейти к изучению законов их формоизменения. В кузнечном производстве большие отходы металла. А в стране стальной голод. Чтобы отходов не было, нужны оптимальные формы предварительно подготовленной заготовки. В кузнечные цехи поступают трудподеформируемые металлы и сплавы, требуются крупногабаритные поковки. Они требуют разных скоростей и характера деформирования. При разработке кузнечных машин нельзя отстраняться от самой поковки. Магниевые сплавы не терпят при ковке больших скоростей, а другие сплавы, наоборот, хорошо их воспринимают. Значит, говорит природа самой поковки. [c.80]

Систематическое изучение образования слоев магнетита на железе в горячей воде (температура свыше 250°С) началось только в последние годы. До этого преобладало мнение, что механизм образования окисных слоев в паре и воде, а также их свойства практически одинаковы. Установлено, что сходством является только химическая природа конечных продуктов, но не их строение. Потер [Л. 13] установил, что в воде на стали всегда образуются два слоя магнетита, по своей структуре существенно отличающиеся друг от друга. Непосредственно на металле находится тонкий, прочно сцепленный с ним сплошной слой РезО , обеспечивающий защиту металла. Над ним находится рыхлый слой относительно крутнозернистого магнетита, который, очевидно, не в состоянии выполнять функции защитного слоя. Окисленное железо распределяется примерно поровну на внутреннем и наружном слоях, при этом внутренний слой практически не должен иметь механических напряжений. Более поздние исследования подтвердили эти наблюдения. На основе их была предложена следующая зависимость роста пленок от времени контакта железа со средой [c.30]

Структура металлов и особенно таких слолгных сплавов, как сталь, в металловедческом понимании включает большой комплекс элементов. Современные средства исследования позволяют говорить о макроструктуре, микроструктуре, субструктуре, тонкой структуре. С указанными понятиями связана глубина проникновения знаний в физическую природу строения металлов и сплавов. Все эти структурные формации оказывают в той или иной степени влияние на разнообразные свойства стали, в том числе и на характеристики ее прочности и пластичности. Степень влияния их неодинакова, она возрастает от макроструктуры к тонкой структуре вместе с увеличением степени дисперсности структурных формаций. [c.39]

Химическая устойчивость глазури так же, как и стекла, тесно связана с ее химическим составом. Некоторая функциональная зависимость, установленная между химической стойкостью стекла и его химическим составом, целиком распространяется и на глазурь. Так, например, установлено, что чем больше в стекле металлических окислов, особенно щелочных металлов, тем оно менее химически устойчиво и наоборот. Существует также правило, правда, не всегда подтверждающееся на практике, а именно стекло при одинаковом соотношении молей образующих его металлических окислов, тем более склонно к растворению, чем большей растворимостью обладают входящие в его состав свободные окислы. Растворимость последних растет соответственно их теплотам гидратации, на основании чего можно расположить металлические окислы в таком порядке по степени возрастания сообщаемой ими стеклу химической устойчивости КаО, ЫагО, LigO, ВаО, СаО, РЬО, MgO, ZnO. Практически такой порядок не всегда оправдывается, а литературные указания по этому вопросу довольно противоречивы. Эти отклонения объясняются, очевидно, тем, что поведение отдельных окислов стекла определяется не только их индивидуальной химической природой, но и количественным соотношением окислов в расплаве, т. е. строением стекла. [c.32]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...