31. Свойства и классификация металлов и сплавов.

Металлы - кристаллические вещества с закономерным расположением атомов в узлах пространственной решетки.

Металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:

• Они тверды и прочны.

• При комнатной температуре они находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути).

• Их отполированная поверхность блестит.

• Они — хорошие проводники тепла и электричества.

• Они плотны.

• При ударе они издают звук.

• Они обладают высокой температурой плавления.

• Они обладают высокой температурой кипения.

• Они — ковкие.

К чёрным металлам относят железо, марганец, хром, ванадий. Все остальные — цветные.

Металлы по плотности делятся на: тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель) (>5000 кг/м³); легкие (алюминий, титан, магний) (<5000 кг/м³).

Сплавы: - черные (железоуглеродистые: сталь и чугун); - цветные.

Сплав — макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.

Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы).

Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

Сплавы различаются по своему предназначению.

Конструкционные сплавы: стали, чугуны, дюралюминий

Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства): бронзы, латуни.

И другие.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Сталь - сплав железа с углеродом (от 0,02 % до 2,14 %). Чугу́н — сплав железа с углеродом (более 2,14 %). Дюралюми́ний - медь (4,4 % массы), магний (1,5 %) и марганец (0,5 %).

32. Строение реальных кристаллов, влияние дислокаций и других несовершенств строения металлов на их свойства.

Криста́ллы — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.

Разность потенциалов приводит к движению электронов проводимости в кристаллической решётке. Из-за лёгкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Этот факт подтверждает необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами (сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение различных покрытий.

Дислокация — линейный дефект кристаллической структуры твёрдых тел. Бывают винтовые, краевые и смешанные

Простейшая наглядная модель краевой дислокации — книга, у которой от одной из внутренних страниц оторвана часть.

Дислокация изменяет механические свойства металла, затрудняет его обработку.

Часто твёрдые вещества образуют (в зависимости от условий) более чем одну форму кристаллической решётки; такие формы называются полиморфными модификациями. Полиморфи́зм криста́ллов — способность вещества существовать в различных кристаллических структурах, называемых полиморфными модификациями (их принято обозначать греческими буквами α, β, γ и т. д.)

Характерен для различных классов веществ.