Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических ячеек. Полиморфизм.
Кристаллическая решётка – воображаемая пространственная сетка в узлах которой расположены атомы (ионы).
Наименьшим объёмом кристалл. решётки является элементарная кристаллическая ячейка. Она имеет постоянную форму и объём .Существует 14 типов крист. Решётки. 7 простых (решётки Бравэ): объёмноцентрированная кубическая (ОЦК) (K, N, Cr, W, Mo), гранецентрированная кубическая (ГЦК)(Cu, Ag, Au, Ni), г гексогональная плотноупакованная (ГП) (Be, Mg, Zn, Cd). Ромбическая. Есть металлы кот. Имеют два типа крист. Реш. (титан, железо, цирконий, кобальт)
Характеризуется 2 параметрами: 1) К – координац. Число соседей; 2) компактность или плотность упаковки (ПУ). Коэфициент компактности Q=4ПR^3*n*100/3*V.
Полиморфизм (аллотропия) – способность металла изменять тип кристаллической решётки в зависимости от температуры и давления.
Перекристаллизация – это явление менять форму и тип крист. Реш. При полиморфном превращении.
Дефекты кристаллического строения металлов. Влияние дефектов на свойства металлов.
Три типа дефектов: точечные, линейные, поверхностные.
Точечные характеризуются малыми размерами. К ним относятся: а) вакансии. Б)атомы, сместившиеся из узлов кристаллической реш. В межузельные промежутки, - дислоцированные атомы. в) примесные атомы.
Вакансии появ. Вследствии тепловых движений атомов.
Точечные дефекты приводят к локальным изменениям межатомных расстояний и, следовательно, к искажению крист. Реш. увел. сопротивлениие решетки дальнейшему смещению атомов, что способствует некоторому упрочнению кристаллов и повышает их электросопротивление.
Линейные дефекты характеризуются малыми размерами в двух измерениях, но имеют значительную протяженность в третьем измерении. Важный вид: дислокации. Влияет на уменьшении прочности(мало дисклокаций или вообще нет). И повышение прочности( очень много дисклокаций).
Поверхностные дефекты – малая толщина и значит. Размеры в двух других измерениях. деление зёрен на фрагменты( участки разориентированные один относ. другого на неск. градусов.
Прочность и твердость металлов и сплавов. Обозначение единицы измерения, способы определения.
Прочность – способность металла противодействовать приложенной нагрузке.
Твердость – способность поверхности металла сопротивляться вдавливанию инородного тела.(HB-бринелю. HRA, HRB, HRC – роквелли. HB=P/S(площадь поверх. отпечатка.)
предел прочности σb=P/S.
Пластичность и ударная вязкость. Обозначение и единицы измерения. Способы определения.
Пластичность
– свойство металла деформироватся под
действием внешних нагрузок
Относительное
удлинение
*100
Относительное
сужение
*100
Ударная
вязкость- способность ме сопротивлятся
пластической деформации при ударе
.
KCU.
Влияние пластической деформации на структуру и свойства металлов. Понятие о наклёпе.
наклёп – совокупность изменений в металле происходящих под воздействием пластической деформации.
пластическая деформация – деформация приводящая к изменению формы материала.
неизменным остаются расстояние между сосед. атомами. При малых степенях деформации неизм. остается объём зерна.
возрастает кол-во дислокация. плотность, электро и тплопров. падает. элктро сопр. расет. коррозия раст. растет прочность и твердость. умень. уд.вяз пластичность. Анизотропия – разл. св-в мат-ла в раных направ. причины:1)немеет. вкл. 2) текстура.
Рекристаллизация Ме. Параметры влияющие на структуру и свойства рекристаллизованного ме.
при нагреве наклеп. ме повыш-ся диффуз. подвижность атомов, ускоряется перемещение точек. дефектов и перераспределение дислокации. т.о. создаются условия для снятия наклепа.
отдых-уменьшение точечных дефектов. на стадии возврата снижение внутр. сопротивл. снижение ТВ. и прочн. на 10-20%
рекристаллизация – образов-ие новыч зерен округ. формы в твердом сост. при нагреве наклеп. ме до опред. темп.
факторы необ. для рекрист. наклеп и темп. рек. Т=К*Тплав.
к=0,2-0,3 чист ме. жаростойк. – 0,8-0,9.
отжигают на 150-200 гр. выше чем Трек. что сокращает время термообработки. чем выше темп. тем больше зерно.
крит. наклеп-при кот. наиб.размер зерна. чем выше степень наклепа тем мельче зерно. для алюминия – 2%. для жел и меди 5%
холодная пласт. деформация может вызвать мех. старение. изменение во времени механич. св-в стали. упрочнение и охрупчивание стали.