64. Темір негізіндегі қатты ерітінділер.Темір және оның қасиеттері. Қосындылау ферриттің, аустениттің құрылымы мен қасиеттері.

Металл мен қорытпалардың қасиеттері ішкі құрылымға байланысты болады. Техникалык таза металдардың беріктік касиеттері төмен болғандықтан, машина жасауда негізінен олардьң қорытпаларын пайдаланады. Темір негізінде алынған қорытпаларды қара металдар деп атайды, оларға шойын мен болат жатады.

Түсті металдар техникада қабылданған жіктелуі бойынша келесідей топтарға бөлінеді:

• тығыздығы 5 г/см³ дейін болатын жеңіл металдар;

• тығыздығы 10 г/см³ астам болатын ауыр металдар;

• жеңіл балқитын металдар;

• қиын балқитын металдар;

• асыл металдар;

• уранды металдар;

сирек жер металдары.

Қолдану мен пайдалануына қарай металдар мен қорытпаларды келесідей етіп жіктеуге болады:

• физикалық (түсі, балқу температурасы, жылуөткізгіштігі мен жылусыйымдылығы, магнитті қасиеттер және т.б.);

• химиялық (химиялық белсенділігі, жемірілуге қарсыласуы және т.б.);

• механикалық (қаттылық, беріктік, соққы тұтқырлығы және т.б.);

• пайдалану (тозуға төзімділігі, жемірілуге беріктігі, ыстыққа беріктігі, ыстыққа беріктігі, суыққа төзімділігі, антифрикциялылық және т.б.);

• технологиялық (құю, материалдың қысыммен және кесумен өңделу бейімділігі және т.б.).

Физикалық қасиеттері

Ақ сұр түсті, металдық жылтыры бар, электр тогы мен жылуды жақсы өткізетін, магнитке тартылатын, жұмсақ, созылғыш металл. Жылтырлығы металл типтес. Магниттік қасиеті бар.

Темірдің қаттылығы 4—5; меншікті салмағы 7—8. Куб формасы бойынша жымдастығы бар. Сынығы созылыңқы.

Тығыздығы 7, 864 г/см3, балқу t ═1539 С.

Темірдің 769 С градусқа дейін магниттік қасиеті сақталады.

Платинадан айырмашылығы, мұны HN0₃ жақсы ерітеді. Сингониясы куб; гексаоктаэдр формасында. Оның түйірлері кейде уақ тұтас форма түрінде байқалады, сирегірек болса да үлкен кесектері де кездеседі. Темірдің бірнеше полиморфтық модификациядаболатыны анықталған, олардың жоғарғы температуралы модификациясы — ү-Ғе (906°-тан жоғарырақ ) . Ішкі құрылысы жақ орталықты куб. Төменгі температурасы — а-Ғе (906°-тан төменірек). Ішкі құрылысы жабайы орталықты куб.

Химиялық қасиеттері

• Темір атомының құрылысы: 26 электрон, 26 протон, салыстырмалы атомдық массасы 56, 30 нейтрон, 4 электрондық қабат, 2) 8) 14) 2),

• Электрондық конфигурациясы: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

• Тотығу дәрежесі 0,+2,+3, кейде +6; тотықсыздандырғыш болып табылады.

• Жай заттармен және күрделі заттармен реакцияға түседі. Таза темір магниттелуге, тез магниттік қасиеттерін жоюға бейім. Сондықтан оны трансформаторлар, электромоторлар, электромагниттер, және микрофон мембраналарын жасауға қолданады. Темір көбінесе болат және шойын құймалары түрінде пайдаланылады.

Феррит (Ф немесе α түрінде таңбаланады) – Fe-ге көміртек енгізілген қатты ерітінді. Оның көлемге шоғырланған текше торы болады да, көміртектің ерігіштігі төмен болып келеді. Ферриттің төменгі және жоғары температуралы түрлері бар. Төменгі температуралы феритте көміртектің шекті концентрациясы 0,02%, ал жоғары температуралы ферритте 0,1% болады. Fe_α ішіндегі көміртектің ерігіштігінің төмен болуы көлемге шоғырланған текше тордағы атомаралық қуыс мөлшерінің кіші болуымен сипатталады. Сол себепті көміртек атомдарының айтарлықтай үлесі ақауларда (вакансияда, дислокацияда) орналасады. Ферритте көміртектен басқа да элементтері ериді. Азот ену қатты ерітіндісін түзсе, темір қорытпаларын легірлейтін немесе олардың құрамында қоспа түрінде болатын металдар орын басу қатты ерітіндісін тзеді.

Аустенит (А немесе γ түрінде таңбаланады) - Fe_α-ға көміртек енгізілген қатты ерітінді. Оның атомаралық саңылаулары көлемге шоғырланған текше торымен салыстырғанда 2 есе үлкен келеді, әрі қырына шоғырланған текше торы болады. Fe_γ-да көміртектің ерігіштігі жоғары, ол 2,14 пайызға жетеді. Аустенит феррит тәрізді басқа элементтерді еріте алады, бұл жағдайда металдар орын басу қатты ерітіндісін түзеді. Аустенит илемді, ферритпен салыстырғанда біршама берік келеді (В 160-200).

65. Металдық материалдардың макро және микроқұрылымы. «Жүйе» және «құрылым» түсініктемелері. Қазіргі кездегі металдық материалдардың микроқұрылымын талдау әдістері. Сынықтарды жай көзбен зерттеу тәсілдері.

Дененің микроқұрылымы деп үлкейтіп көрсететін құралсыз немесе үлкейткіш шыны көмегінің ерекшелігімен айырылатын, оның ішкі құрылысын айтады. Беті фрезерлеу және қырнау жолымен тегістелген, арнайы дайындалған үлгіде (макрошлиф) макроқұрылымды зерттейді. Уланбаған макроқырнауда газды көпіршіктерді, сызатты, шөгілген қуыс қаяуды бақылауға болады. Макрошлифті уландыру оның бетінде бет–бедер жасайды, өйткені ликвация кесірінен құрамы әр түрлі болатын учаскілер, жылдамдығы әртүрлі реактивте ыдырайды. Уландырудан кейін макрошлифте бөлініп шығады: алғашқы зеренді құрылым (қорытпаның қатаю кезінде пайда болатын құрылым солай деп аталады); ірі дәндердің дендритті құрылысы; қаспалармен байытылған, аймақтар. Кейбір жағдайларда қандай да бір қоспаның таралуы макрошлиф бетіндегі таңба көмегімен бөліп шығарады. Солай, мысалы, болаттағы күкірттің таралуын зерттеген кезде істейді (Бауманн әдісі). Макроқұрылымды талдау бұйымның құрылысы туралы толық мәліметтерді алуға мүмкіндік береді. Осындай талдау ғылыми зерттеулерде және металл сапасын бақылау тәсілі ретінде зауыттық тәжірибеде кең қолданады. Макроқұрылым бойынша белгілі дәрежеде бұйымның технологиялық тарихын қалыптастыруға болады. Макроқұрылымды зерттеп, үлгінің учаскілерін таңдауы, оның микроқұрылымын арығырый зерттеу үшін жүзеге асырылады. Жүйе деп белгілі жағдайда (температура, қысым) бақылау және зерттеу үшін таңдап алынған металдар мен металл қорытпаларын айтады. Жүйе жай және күрделі болады, таза металл  жай күйе, ал химиялық қосылысты қорытпалар  күрделі жүйе.