1 Строение и свойства металлов и сплавов

Рисунок 1 – Распределение химических элементов в земной коре

Таблица 1 – Стоимость некоторых металлов по отношению к стоимости

железа

Металл	Относительная стоимость	Металл	Относительная стоимость	Металл	Относительная стоимость
Железо	1	Хром	25	Тантал	1 500
Свинец	2,5	Кобальт	35	Рубидий	2 200
Цинк	3	Висмут	50	Палладий	5 000
Алюминий	6	Ртуть	65	Золото	11 000
Сурьма	6,5	Титан	90	Рений	12 000
Медь	7,5	Вольфрам	120	Иридий	25 000
Магний	8	Молибден	170	Осмий	25 000
Марганец	10	Серебро	500	Платина	27 000
Никель	17	Ванадий	750	Родий	45 000
Олово	22	Ниобий	800

Рисунок 2 – Изменение силы взаимодействия (а) и энергии связи (б) при сближении атомов в кристалле

а

в

б

а – кубическая кристаллическая решётка; б – процесс кристаллизации жидкого расплава; в – строение слитка металла, затвердевшего при небольшой степени переохлаждения (нормальное охлаждение)

1 – зона мелких разностных кристаллов; 2 – зона столбчатых кристаллов; 3 – зона равноосных кристаллов; 4 – усадочная раковина

Рисунок 3 – Кристаллизация жидкого расплав и строение слитка

а и б – объёмноцентрированная кубическая решётка (ОЦК); в – гранецентрированная кубическая решётка (ГЦК); г – гексогональная плотноупакованная решётка (ГПУ)

Рисунок 4 – Типы кристаллических решёток

а – гранецентрированная кубическая решётка – координационное число – 12; б – объёмноцентрированная кубическая решётка – координационное

число – 8; гексогональная плотноупакованная решётка – координационное число – 12

Рисунок 5 – Схема, показывающая число атомов, находящихся на равном и наименьшем расстоянии от атома А – координационное число

а и б – вакансии в кристаллической решётке; в – искажение кристаллической решётки примесным атомом; г – искажение кристаллической решётки вакансией

Рисунок 6 – Точечные дефекты в кристаллической решётке

а – пространственная схема дислокации; б – схема расположения атомов в области дислокации

Рисунок 7 – Линейные дефекты – краевая дислокация

а – схема передвижения дислокации; б – краевая дислокация в кристаллической структуре; в – дислокация переместилась на одно межатомное расстояние в решётке под влиянием приложенной силы;

г – дислокация достигла поверхности кристалла и совершила единичный сдвиг

Рисунок 8 – движение краевой дислокации, приводящее к образованию ступеньки единичного сдвига на поверхности кристалла

Рисунок 9 – Перемещение зоны искажения кристаллической решётки при движении краевой дислокации

Рисунок 10 – Образование винтовой дислокации

а – малоугловая граница блоков; б – краевая дислокация на границе блоков

Рисунок 11 – Образование дислокаций на границе блоков

Рисунок 12 – Схема перемещения дислокации в двухфазном сплаве при образовании дислокационных петель – последовательные стадии перемещения дислокации

a – метод Бриннеля (HB = P/F = P/ [МПа]);б – метод Роквелла (HRA, HRB, HRC); в – метод Виккерса (HV = 1,8544 P/d² [МПа])

Рисунок 13 – Статические методы определения твёрдости материалов

а – с площадкой текучести; б – без площадки текучести

σ_т – предел текучести; σ_0,2 – условный предел текучести; σ_в – предел прочности при кратковременных испытаниях

Рисунок 14 – Диаграмма растяжения пластичного металла. Определение предела временной прочности (σ_в) на растяжение

а – образец для испытаний на удар; б – копр для определения ударной вязкости (А_и = Р(Н – h) МДж, а_и = А_и /F_o МДж/м²)

Рисунок 15 – Определение ударной вязкости материалов

1 – теоретическая прочность; 2 – прочность «усов»; 3 – прочность отожжённых металлов и сплавов; 4 – зона наклёпа

Рисунок 16 – Влияние плотности дислокаций (ρ = ) на прочность металлов и сплавов

Рисунок 17 – Качественная зависимость между степенью деформации и механическими свойствами низкоуглеродистой стали

Т^о, С

Рисунок 18 – Влияние нагрева на структуру и механические свойства деформированного (наклепанного) металла