Понятие о сплавах
1
1. Общие сведения
Сплавы - макроскопически однородные системы, полученные из двух или более сортов атомов (молекул) металлов, неметаллов, оксидов, органических веществ и др.
Химические элементы, образующие сплав, называют компонентами.
Классификация сплавов
По числу |
По способу |
компонентов |
|
(двойные, |
получения |
тройные и т.д.) |
сплавы |
|
( кристаллизацие |
|
й из расплава, |
По числу фаз |
порошковым |
(однофазные и |
методом и др. |
многофазные |
|
сплавы) |
2 |
|
Металлические |
сплавы |
- |
макроскопически |
|||
однородные системы, |
состоящие |
из |
двух или |
|||
более сортов |
атомов металлов |
(реже |
неметаллов), |
|||
в которых |
доминирующими являются |
атомы |
||||
металла |
и |
которые обладают металлическими |
||||
свойствами.
Свойства металлических сплавов могут быть изменены:
легированием
механической
термической
термомеханической
радиационной
и др. видами обработки
3
2. Характеристика фаз, образующих сплавы
Компоненты сплава могут образовывать следующие фазы:
•жидк раствор ие ы,
•Тверды раствор
еы,
•Химическ соединен ие ия.
4
1. Металлические жидкие растворы (расплавы)
- жидкое |
состояние |
металлов и |
их |
сплавов, |
которое |
по большинству |
характеристик |
ближе к |
|
твердому |
состоянию. |
Большинство |
металлов |
|
неограниченно растворяются друг |
в друге. Однако |
|||
некоторые металлы, например, медь со свинцом, почти полностью нерастворимы в жидком состоянии и разделяются по плотности, образуя два несмешивающихся жидких слоя.
Твердые растворы - однородные твердые вещества, состоящие из нескольких компонентов, концентрации которых могут быть изменены без нарушения однородности.
Твердые растворы бывают кристаллическими и аморфными.
Металлическими твердыми растворами - сплавы, однофазные в твердом состоянии, в которых один из компонентов (растворитель) сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы другого (или других) компонента располагаются в решетке этого компонента, изменяя ее размеры (периоды решетки).
2. Металлические твердые растворы |
|
||
образуются |
результате |
проникновения |
в |
кристаллическую |
|
металла атомов |
|
другого металла |
|
|
|
твердые |
|
твердые |
|
растворы |
|
растворы |
|
замещения |
|
внедрения |
|
С, Н, N, B и др. |
размеры должны |
|||
отличаться ≤15%, Fe и |
||||
1-2% |
|
|||
|
Сr, Сu и Ni, Ti |
и V и др. |
||
|
|
|||
Вероятность |
образования |
твердых |
растворов |
|
замещения |
или внедрения |
определяется |
размерами |
|
атомов основного металла и примеси.
6
Так |
как |
атомы |
основного металла и |
компонента различны, |
то |
при |
растворенного |
образтвердогованиираствора кр.решетка всегда искажаетсяметалли,ческого
периоды ее |
|
|
|
изменяютсяПри. |
образовании раствора внедрения период |
||
растворителявсегда возрастает, а |
при |
решетки |
|
образрастворваниизамещения - может |
увеличиваться твердого(↑) или |
||
уменьшаться (↓) в зависимости от компонентов. |
|
||
Большинство металлов взаимно растворяются друг в друге в твердом состоянии.
Если компоненты могут замещать друг друга в любых количественных соотношениях, то они образуют непрерывный ряд твердых растворов, имеющих одну и ту же кристаллическую решетку.
7
3. Химическое соединение |
|
|||
- химически индивидуальное вещество, в |
атом |
|||
однкоторгом(например, N2 |
и |
или |
|
ы (CuZn, |
О2) элементов |
|
различных |
Mo2 C) |
|
химической связи. |
|
собой |
тем |
иным |
соединены между |
млн. химическихили |
|
||
Известно свыше 3 |
|
|
||
соединений. |
|
|
|
видом |
8
Хим.соединения сплава |
|
|
отличаются по |
|||||||
особенностям от |
|
типичныхх, |
хим.соединен некоторым |
|||||||
подчиняются |
|
|
законамий |
|
и не имеюттем, |
|||||
состававалентности, от |
упорядоченных |
|
постоянногорастворчтоовнетем, |
|||||||
сохраняюттве дых |
|
свою |
|
кр.решетку |
|
до |
|
Тпл.. |
что |
|
|
|
|
|
|||||||
Химические соединения в сплавах по электронному
строению и свойствам |
разделяют |
на |
классы: |
|
электронные |
соединения, интерметаллиды, фазы |
|||
внедрения |
|
|
|
|
9