1. Кристаллическая структура металлов и сплавов: основные типы кристаллических решёток, примеры Ме, имеющих оцк и гцк.

Кристаллическое строение Ме условно обозначается с помощью кристаллических решёток, для построения которых через центры соседних атомов проводяться плоскости по направлению x, y, z. Наиболее часто у металлов встречаются: ОЦК решётка

Чем ближе атомы находятся друг к другу и больше координационное число, тем выше механические свойства. В сплавах преобразование твердых растворов одного элемента к другому могут образовываться твердые растворы внедрения (растворы неметаллов в железе) и твердые растворы замещения ( легирующие элементы в железе). При образовании любого твёрдого раствора повышается прочность и снижается вязкость.

2. Дефекты кристаллического строения: точечные, линейные, поверхностные.

Бездефектные кристаллы встречаются очень редко. Их создают искусственным путём.

Все дефекты различают:

1) Точечные: вакансии в узлах кристаллической решётки и примеси внедрения.

Примесями могут быть собственный атом или чужеродный атом. Количество вакансий зависит от: температуры, деформаций и облучения. Количество примесей зависит от легирования и химико-термической обработки. Чем больше точечных дефектов, тем выше прочность и ниже пластичность. Точечные дефекты благоприятно влияют на процессы химико-термической обработки.

2) Линейные: дислокация – внедрение чужеродной полуплоскости в кристаллическую решётку. Количество дислокаций оценивается их плотностью, которая равна суммарной длине дислокаций на единицу объёма

Плотность дислокаций зависит от пластичной деформации и термической обработки.

3) Поверхностный дефект – это граница между зёрнами, граница между субзёрнами. Чем мельче зерно, тем выше механические свойсва.

3. Кристаллизация металлов.

Процесс перехода расплавленного состояния металла в кристаллическое называется первичной кристаллизацией. Образование же новых кристаллов в твёрдом состоянии наз. вторичной кристаллизацией. Процесс любой кристаллизации вызван стремлением системы занять состояние, отвечающее минимальной свободной энергии, величина которой зависит от состояния температуры, следовательно при изменении температуры система может переходить в более устойчивое состояние, при этом будет освобождаться энергия, которая выделяется в виде тепла.

Процесс кристаллизации может идти двумя путями: а) гомогенная – характерна для чистых металлов. Состоит в зарождении центров кристаллов, их ростом.

Жизнеспособными являются лишь только те зародыши, размер которых равен или больше критического. Образующаяся структура зависит от соотношения скоростей этих двух процессов. При малых скоростях получается крупнозернистая структура.

б) гетерогенная кристаллизация – кристаллизация на готовых зародышах, которыми являются карбиды, болиды тугоплавких металлов.

Примеси – готовые центры – значительно уменьшают работу кристаллизации, увеличивая количество центров, делают структуру более мелкой. Это используется при модифицировании, например для стали алюминием.