1. Фазы в металлических сплавах
Под сплавом подразумевается вещество, полученное сплавлением двух или более элементов (металлов или неметаллов с металлами).
Компоненты – химические элементы, образующие сплав.
Фазой называют однородные (гомогенные) составные части системы, имеющие одинаковый состав, кристаллическое строение и свойства, одного и то же агрегатное состояние, и отделенное от остальных частей поверхности раздела.
Под структурой понимают форму, размеры и характер взаимного расположения фаз в металлах или сплавах.
Возможно вы искали - Контрольная работа: Строение металлического слитка. Качество слитка и его влияние на структуру и свойства продукции ОМД
Структурными составляющими сплава называют обособленные части сплава, имеющие одинаковое строение с присущими им характерными особенностями. В сплавах в зависимости от физико-химического взаимодействия компонентов могут образовываться следующие фазами: жидкие растворы, твердые растворы, химические соединения и промежуточные фазы. Рассмотрим сплавы в твердом состоянии.
2. Механические смеси
Механическая смесь – двух компонентов А и В , образуется тогда когда они неспособны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединений. Сплав будет состоять из кристаллов компонентов А и В (рис. 1).
Рисунок 1. Схема микроструктуры механической смеси
Похожий материал - Реферат: Строение, свойства, производство стали
Механические свойства зависят от количественного соотношения компонентов. Примеры сплавов, в которых образуются механические смеси: Fe–Pb, Pb–Si.
3. Твердые растворы
Твердыми растворами называют фазы, в которые один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решетке первого компонента (растворителя), изменяя ее размеры (периоды). Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу.
Твердый раствор существует в интервале концентраций компонентов.
Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения (рис. 2).
Очень интересно - Реферат: Строительные машины
Рисунок 2. Схемы твердых растворов: а – чистый металл; б – твердый раствор замещения; в - твердый раствор внедрения
Эти растворы присущи железоуглеродистым сплавам: сталям, чугунам.
При образовании твердого раствора замещения атомов растворенного компонента замещают часть атомов растворителя в его кристаллической решетке. Замещаться могут любые атомы.
При образовании твердого раствора внедрения атомов растворенного компонента располагаются в междоузлиях (пустотах) кристаллической решетки растворителя (при этом пустоты должны обладать определенным пространством). Большие поры 0,74–0,41 R, маленькие поры 0,68–0,291R.
Вам будет интересно - Контрольная работа: Струйная гидроабразивная обработка поверхностей
В ГЦК – решетке атомы располагаются в октаэдрической поре (центры решеток). В этой поре может поместиться сфера радиусом 0,41R, где R – радиус атомов в узлах решетки.
В ОЦК – решетке атомы располагаются в тетраэдрическом междоузлии, размер поры (0,291 R).
Атомы растворителя и растворенного компонента различны по размерам, поэтому при образовании твердого раствора кристаллическая решетка всегда искажается, и периоды ее изменяются.
При образовании твердого раствора замещения период решетки может увеличиваться или уменьшаться. При образовании твердого раствора внедрения период решетки растворителя всегда возрастает (рис. 3).
Похожий материал - Курсовая работа: Структура и принцип работы механизма
Рисунок 3. Искажение кристаллической решетки при образовании твердого раствора замещения и внедрения
Атомы растворенного компонента нередко скапливаются у дислокаций, снижая их упругую энергию (рис. 4).
Атомы внедрения располагаются в растянутой области под краем экстраплоскости, образуя так называемые атмосферы Котрелла (рис. 4).
