Строение чистых металлов

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ МЕТАЛЛОВ 8.1. Строение чистых металлов [c.394]

Строение сплавов более сложно, чем строение чистых металлов, и определяется характером взаимодействия их компонентов при затвердевании. [c.9]

СТРОЕНИЕ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ [c.5]

Из сказанного можно заключить, что имеется некоторое различие в понятиях металл как химический элемент и металл как вещество, но н то и другое определения обусловлены особенностями внутреннего строения атомов металлических веществ, которое одинаково у чистых металлов и у их сплавов. [c.14]

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ [c.5]

Известны три состояния, в которых могут находиться все вещества твердое, жидкое н газообразное. При определенных температурах происходит изменение агрегатного состояния чистых металлов при нагреве выше температуры плавления (Тпл) твердое состояние сменяется жидким, а при нагреве выше температуры кипения жидкое состояние сменяется газообразным. Эти температуры существенно зависят от давления, при котором осуществляется переход одного состояния в другое в условиях неизменного давления температурные параметры постоянны. Главным признаком твердого состояния является кристаллическое строение, а жидкое состояние характеризуется расплавом с хаотическим тепловым движением атомов и молекул металла. [c.21]

С увеличением деформации увеличиваются прочность и твердость, однако снижаются пластичность и вязкость. Это связано с нарушением кристаллического строения при наклепе (нагар-товке). Электросопротивление при наклепе повышается на 2—6% у чистых металлов, на 10—20% у твердых растворов и более чем в 2 раза у упорядоченных твердых растворов (также вследствие нарушения кристаллической решетки, что препятствует движению электронов). [c.83]

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]

Настоящая монография охватывает ряд основных вопросов проблемы развития тепловой микроскопии, включая методические основы низко- и высокотемпературной металлографии, анализ конструктивного выполнения основных систем и узлов установок, разработанных под руководством автора. В книге рассмотрены также технические характеристики современной отечественной, главным образом серийной, и зарубежной аппаратуры, определены тенденции и рациональные пределы совершенствования средств тепловой микроскопии. Кроме того, монография содержит ряд экспериментальных результатов, полученных методами тепловой микроскопии и иллюстрирующих эффективность их использования для исследования строения и свойств широкого класса материалов (чистых металлов, промышленных сплавов, композиционных и полупроводниковых материалов). При этом в качестве примеров, как правило, приведены такие исследования, постановка которых оказалась возможной благодаря применению методов и аппаратуры для низко- и высокотемпературной металлографии и результаты которых ассоциируются с существенно новыми представлениями. [c.8]

Нитевидные кристаллы или очень тонкие монокристаллы игольчатой формы могут быть образованы чистыми металлами. Первыми из таких кристаллов, которые подверглись тщательному исследованию, были нитевидные кристаллы олова и кадмия. Они возникали на защитных пленках олова и кадмия, нанесенных на сталь. Из-за их роста возникало короткое замыкание, выходили из строя электронные приборы, использовавшиеся в армиях США и Англии в период второй мировой войны. После войны стали, исследовать причины их возникновения и их свойства. Определили, что прочность их приближалась к теоретической благодаря весьма совершенной структуре. После сообщения об этом в журнале Американского физического общества в 1952 году многие фирмы и университеты начали интенсивные и широкие эксперименты по изучению условий образования и особенностей строения нитевидных кристаллов, или усов , как их стали называть. [c.64]

Схватывание чистых металлов в основном зависит от их способности образовывать металлические связи, от свойств металлов, строения их атомов и, в первую очередь, от строения их внешних. электронных оболочек числа электронов на внешних оболочках и распределения их по энергетическим уровням, обусловливающим взаимодействие внешних электронов. Так как строение атомов различных металлов различно, то и способность металлов к взаимному схватыванию различная. [c.6]

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]

Из чистых металлов наибольшей склонностью к радиационному распуханию обладает магний [67 ], в связи с чем полностью подавленное или замедленное распухание циркония и титана [67, 104] нельзя приписать их кристаллографическому строению. [c.143]

Электропроводность сплавов значительно отличается от электропроводности чистых металлов. Изменение её в зависимости от концентрации элементов, составляющих сплав, даёт существенные указания относительно природы и строения последнего. В области строения сплавов установлены следующие закономерности [3]. [c.195]

Границы зерен металла служат местами скопления дефектов строения кристаллической решетки. При переходе от одного зерна к другому меняется ориентировка кристаллической решетки. У границ зерен расположен слой атомов, принадлежащих частично кристаллической решетке одного зерна, частично решетке другого. При этом, чем больше различие в ориентировке соседних зерен, тем больше несовершенств на границе между ними. В чистых металлах толщина пограничного слоя составляет величину порядка двух параметров кристаллической решетки. Атомы примесей в металлах стремятся расположиться преимущественно по границам зерен, где кристаллическая решетка уже имеет несовершенства строения и где появление инородного атома вызывает меньшие дополнительные искажения. [c.15]

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]

Как было указано выше, классификации 1 и 2 группируют сплавы по различным признакам. Однако, как правило, первичные твердые растворы оказываются неупорядоченными растворами замещения или внедрения, а промежуточные фазы часто имеют упорядоченное распределение атомов. Тем не менее возможны (и действительно встречаются) случаи непрерывного перехода от чистого металла к упорядоченному твердому раствору (см. гл. HI, п. 5) наблюдались также промежуточные фазы, имеющие строение неупорядоченных твердых растворов замещения (например, -латунь при высокой температуре). [c.8]

Под сплавом подразумевается вещество, полученное сплавлением двух элементов и более. Элементами сплава могут быть металлы и неметаллы. Эти элементы называются, компонентами сплава. В сплаве кроме основных компонентов могут содержаться и примеси. Примеси бывают полезные, улучшающие свойства сплава, и вредные, ухудшающие его свойства. Примеси могут быть случайными, попавшими в сплав при его приготовлении, и специальными, введенными для придания сплаву требуемых свойств. Кристаллическое строение сплава более сложное, чем чистого металла, и зависит от взаимодействия его компонентов, которые при кристаллизации образуют фазы -однородные объемы, разграниченные поверхностями раздела. Компоненты в твердом сплаве могут образовывать твердый раствор, химическое соединение и механическую смесь. [c.8]

Под металлическим сплавом понимают вещество, получаемое сплавлением двух или более элементов, обладающее характерными металлическими свойствами. Металлические сплавы получают сплавлением элементов-металлов или металлов с неметаллами при преимущественном содержании металлов. Строение сплавов сложнее, чем чистых металлов. [c.29]

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]

Сплав, обозначенный на рис. 24, а цифрой II, содержит 10% металла В и 90% металла А. Кривая охлаждения этого сплава вынесена на рис. 25, где схематически показано строение этого сплава в различных интервалах температур. Кристаллизация сплава II начинается при более низкой температуре, чем кристаллизация чистого металла А. На кривой охлаждения сплава II [c.36]

Диаграмма состояния показывает строение сплава в зависимости от соотношения компонентов и от температуры. Она строится экспериментально по кривым охлаждения сплавов (рис. 2.1). В отличие от чистых металлов сплавы кристаллизуются не при постоянной температуре, а в интервале температур. Поэтому на кривых охлаждения сплавов имеется две критические точки. Критическими точками называются температуры начала и конца фазовых превращений. В верхней критической точке. [c.50]

Любой металл, даже химически чистый, содержит примеси инородных атомов. Каждый атом этой гаримеси имеет размеры и свойства, отличающиеся от размеров и свойств основного металла. Поэтому инородные атомы вызывают искажения кристаллической решетки. Протяженность искажений во всех направлениях мала — порядка одного-двух параметров решетки. Инородные атомы, так же как вакансии и смещения, относятся к точечным дефектам. Пр,и рассмотрении строения чистого металла на первый взгляд кажется, что говорить о примесях вряд ли имеет смысл. Ведь содержание инородных атомов по отношению к общему их количеству мало. Например, в химически чистом алюминии содержится 99,999% алюминия и только 0,001% примесей. Но если посмотреть, какое же количество инородных атомов находится в I см такого алюминия, то получится внушительная цифра 3—6-10 атомов. [c.17]

Естественно, что строение металлического сплава (а о таких сплавах и будет итти речь в дальнейшем) является более сложным, чем строение чистого металла, и зависит главным образом от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие сплав. [c.56]

Строение чистых металлов. Металлами называются простые вещества, обладающие характерным металлическим блеском, непрозрачностью, электропроводностью, теплопроводностью и способностьюковаться. [c.7]

Кристаллическое строение сплава более сложное, чем чистого металла, и зависит от взаимодействия его компонеиюв при кристаллизации. Компоненты в твердом сплаве могут образовывать твердый раствор, химическое соединение и механическую смесь. [c.6]

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]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

По данным Д. И. Белого и др. [11,43], изучавших структуру прессованных во время кристаллизации слитков и отливок из чистых металлов (А1, Си, Zn, Fe) и сплавов на их основе (AI—Си, Си—Zn, Fe—С, Fe—С— Сг, Fe—С—Сг—Ni и др.), полностью столбчатое строение имеют заготовки, полученные в холодных прессфор-мах. Такая структура сохраняется независимо от характера приложения давления и температурного интервала кристаллизации сплава. [c.113]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерме-таллидов, образования пересыщенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано выше, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следующим образом. [c.99]

Одновременно Курнаков продолжает научные исследования. Его внимание привлекает химия комплексных соединений. В то время она была мало разработанной областью химической науки, хотя необходимость всестороннего изучения комплексных соединений неоднократно подчеркивалась Д. И. Менделеевым. Тщательно проведенные эксперименты дали Н. С. Курнакову возможность не только получить новые комплексные соединения платины, по и установить закономерности в их строении и свойствах. Результаты он изложил в научной монографии О сложных металлических основаниях , опубликованной в Горном журнале в 1893 г. Совет Горного института высоко оценил труд Н. С. Курнакова, присвоив ему звание профессора по кафедре неорганической химии. Этой работой 33-летний исследователь положил начало систематическому изучению природных комплексных соединений, продолженному потом им самим и его учениками. Благодаря его исследованиям были синтезированы новые комплексные соединения ряда благородных металлов и разработаны способы получения чистых металлов илатиновой группы. [c.156]

Основные структурные составляющие сплавов—зёрна чистых металлов, зёрна твёрдого раствора (см. вклейку, фиг. 9 и 12), кристаллы химических соединений компонентов сплава и продукты одновременного выделения нескольких структурных составляющих из жидкого расплава - эвтектики и из твёрдого раствора—эвтектоиды (см. вклейку, фиг. 10). Чистые металлы и твёрдые растворы при микроскопическом исследовании выявляются в виде однородных полиэдров. Химические соединения в зависимости.от условий их выделения и последующей обработки сплава либо образуют сетку вокруг зёрен основной металлической массы, либо залегают в ней в виде игл, либо имеют форму глобулей. Эвтектики, кристаллизуясь из расплава, имеют дендритное строение. Эвтектоиды сохраняют очертания исходных зёрен твёрдого раствора. В зависимости от степени диференциации составляющих фаз эвтектики и эвтектоиды сильнее или слабее проявляют свою неоднородность. Реактивы для выявления микроструктуры чёрных и цветных металлов приведены выше в табл. 5. 6, 8 и 9, где даны условия их применения и назначение. [c.149]

Сварные стыки паропроводов, кольцевые стыки барабанов паровых котлов и сварные швы приварки донышек к коллекторам выполняют в несколько слое в. При наложении каждого последующего слоя расположенный ниже уже затвердевший слой нагревается теплом сварочной ванны. Небольшая часть нижнего слоя оплавляется. Этим обеспечивается сплавление слоев. Примыкающие слои металла предыдущего слоя претерпевают при этом полную перекристаллизацию с измельчением зерна. Происходит их нормализация. Слои, отстоящие несколько дальше, претерпевают частичную перекристаллизацию. Это способствует маскировке характерного дендритного строения наплавленного металла и ослаблению отрицательного влияния дендритной неоднородности на свойства металла. Механические свойства перекристаллизованных и примыкающих к ним слоев улучшаются снижается их твердость и повышается пластичность. Уменьшаются остаточные напряжения, возникшие в процессе сварки. Литую структуру в чистом виде сохраняют только верхние слои, расположенные в усилении сварного шва. [c.175]

От редакции. Настояа1ая глава не исчерп . -вает всех данных из области современной химии, применяемых в машиностроении. Ряд дополнительных данных содержится в главах 2-го тома (физико-химические и механические свойства чистых металлов, Теория и расчеты процессов горения) б-го тома (Чугун, Сталь, Цветные металлы и сплавы),5-го тома (Электрические и химико-механические способы размерной обработки металлов. Технология термической и химико-термической обработки металлов, Технология покрытий деталей машин, Технология производства металлоке-рамнческих деталей). Подробные данные по ряду вопросов можно найти в приведенных ниже литературных источниках. Так, например, общие законы химии и свойства химических элементов и их соединений изложены в источнике [29] основные положения органической химии и общие свойства органических соединений — в (9], [38] строение атома, свойства элементарных частиц, теория [c.315]

Следует проводить тщательное разграничение между приведенными выше определениями. Часто считают, что соединение , которое известно вначале как промежуточная твердая фаза, продолжает существовать до некоторой степени и в жидком сплаве. Примером может служить система Mg — Bi с промежуточной фазой MggBia. Против этого можно возразить, что в жидком сплаве наличие индивидуальных молекул, имеющих характер продолжительно существующих определенных групп атомов, невероятно, поскольку таких молекул нет в кристаллическом состоянии. Ближний порядок в жидком сплаве имеет случайный характер. Важно, однако, что электронное строение твердой промежуточной фазы отлично от чистого металла. В сплавах Mg-Bi с отношением атомов 3 2 распределение электронов, приблизительно соответствующее ионной формуле (Mg2+)j (Bi2-)2, по-видимому, возможно как для твердого, так и для жидкого состояний. Эта гипотеза может быть проверена при помощи электрических и магнитных измерений. Как и в полупроводниках, можно ожидать минимума электропроводности вблизи составов, отвечающих обычным валентным отношениям. [c.13]

Гипотетическая диаграмма состояния системы Fe—Pm построена на основании положения о близости электронного строения и химических свойств Pm с Nd и Рг и, следовательно, аналогичного этим системам характера взаимодействия Pm с Fe [1]. Она представлена на рис. 290 по данным работы [1] и скорректирована по температурам плавления и температурам полиморфных превращений чистых металлов. В системе предполагается образование двух интерметаллических соединений F j Pmj и FejPm и кристаллизация эвтектики в области сплавов, богатых Pm. Соединения характеризуются отсутствием областей гомогенности. Определена температура эвтектического превращения — 680 °С и эвтектический состав — 73 % (ат.) Pm. [c.531]

Кристаллическая решетка химического соединения имеет сложное строение. На рис. 22 показана кристаллическая решетка химического соединения uaMnSn. В узлах кристаллической решетки химического соединения располагаются положительно заряженные ионы. Между ними находится электронный газ. Таким образом, у химического соединения металлов тип связи между ионами металлический. Такой же характер связи между ионами у чистых металлов и твердых растворов. Повышенная твердость и пониженная пластичность объясняются сложным строением кристаллической решетки. Характерное отличие химического соединения металлов от твердого раствора заключается в том, что твердый раствор имеет кристаллическую решетку металла-растворителя, а химическое соединение — свою особую кристаллическую решетку. [c.32]

При низких гомологических температурах (0—0,25Гп,,) процессы возврата практически не реализуются и восстановление механических свойств чистых металлов не имеет места. В области средних температур (0,25—0,5 Тпл) возврат может протекать путем релаксации упругоискаженных участков кристаллической решетки, осуществляемой движением дислокаций по плоскостям скольжения, а также поперечным скольжением дислокаций. При низких и средних температурах границы зерен более прочны по сравнению с матрицей и процесс деформации происходит внутри зерна. Исключением являются процессы упруговязкого течения границ при пониженных температурах после резкой закалки, приводящей к возрастанию неупорядоченности строения границ. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...