1.1,Упорядоченное расположение атомов, когда атомы занимают в пространстве вполне определенные места, Такие вещества называются кристаллическими.
Атомы совер шают относительно своего среднего положения колебания с частотой около 1013 Гц. Амплитуда этих колебаний пропорциональна температуре.
Благодаря упорядоченному расположению атомов в про странстве, их центры можно соединить воображаемыми прямыми ли ниями. Совокупность таких пересекающихся линий представ ляет пространственную решетку, которую называют кристаллической решеткой. Внешние электронные орбиты атомов сопри касаются, так что плотность упаковки атомов в кристаллической решетке весьма велика.
1.2. Основные типы кристаллических решеток
Все металлы являются кристаллическими телами, имею щими определенный тип кристаллической решетки, состоящей из малоподвижных положительно заряженных ионов, между которыми движутся свободные электроны (так называемый электронный газ). Такой тип структуры называется металлической связью.
Тип ре шетки определяется формой элементарного геометриче ского тела, многократное повторение которого по трем пространственным осям образует решетку данного кристал лического тела.
кубическая (1 атом на ячейку)
а) |
объемно-центрированная кубическая (ОЦК) (2 атома на ячейку) б) |
гранецентрированная кубическая (ГЦК) (4 атома на ячейку) в) |
гексагональная плотноупакованная (ГП) (6 атомов на ячейку) г) |
В технике применяют различные металлы и сплавы. Чтобы судить о пригодности данного металла или сплава для изготовления из него определенной детали, необходимо знать его свойства. Металлы характеризуются физическими, химическими, механическими, технологическими и другими свойствами.Металлы и их сплавы в твердом состоянии являются кристаллическими телами. Их свойства определяются структурой. Под структурой понимают внутреннее строение металлов и сплавов, которое характеризуется определенным закономерным расположением атомов и молекул, образующих кристаллическую решетку.
2.металлические матерьялы. Свойства.
Свойства Классификация Металлические материалы делятся на металлы и сплавы.
о степени чистоты различают металлы технической, высокой и особой чистоты. Например, алюминий технической чистоты содержит до 1% примесей железа, кремния, меди, цинка, титана и других элементов. Сумма примесей в алюминии высокой чистоты составляет от 0,050 до 0,005%. Содержание основного элемента в металлах особой чистоты составляет от 99,999 до 99,999999999% и более. Металлические сплавы — это системы, состоящие из двух или более химических элементов. Они могут содержать только металлы (например, латунь - сплав меди с цинком) либо представлять сочетание металлов с неметаллами (например, чугун и сталь — сплавы железа с углеродом).
Химические элементы, входящие в состав сплава, называются компонентами. Кроме основного компонента, преобладающего в сплаве, различают еще легирующие компоненты, вводимые в состав сплава для получения требуемых свойств. Так, для повышения коррозионной стойкости латуни в морской воде в неё добавляют олово.
Первоначальное значение термина «сплав» изменилось. Раньше промышленные сплавы получали только сплавлением двух или более компонентов. Сейчас используют и другие технологические способы получения сплавов: порошковую металлургию (спекание), электролиз, плазменное напыление, кристаллизацию из паров в вакууме, диффузионный метод (проникновение одного вещества в другое твёрдое вещество при высоких температурах) и т.д. Эксплуатационно-технические свойства металлических материалов определяются их оригинальным строением.
Единой классификации сплавов нет. Их классифицируют:
по основному компоненту на железные, алюминиевые, медные, магниевые, титановые и др.;
по числу компонентов на двухкомпонентные (двойные), трёхкомпонентные (тройные) и многокомпонентные;
по технологии изготовления полуфабрикатов и изделий на литейные, деформируемые, порошковые (спеченные) и др.;
по плотности на лёгкие (магниевые, бериллиевые, алюминиевые, титановые сплавы) с малой плотностью (до 5000 кг/м3) и тяжелые (стареющие сплавы, главным образом на основе вольфрама) с высокой (не менее 15 ООО кг/м3) плотностью;
по температуре плавления на легкоплавкие, имеющие низкую температуру плавления (припои, баббиты и др.), и тугоплавкие (сплавы на основе ниобия, молибдена, тантала, вольфрама и др.), температура плавления которых выше 1800 °С;
по применению на антифрикционные (сплавы с низким коэффициентом трения и высоким уровнем износостойкости); коррозионно-стойкие (сплавы на основе железа, никеля, меди, алюминия, титана и других элементов, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах);
Средняя плотность металлических материалов сравнительно высока ( например, стальных около 7860 кг/м³).Пористость ,гигроскопичность, водопоглощение у металлических материалов отсутствуют.Предел прочности стальных материалов при сжатии, изгибе и растяжении – 300 – 400 МПа, но может достигать 1000 МПа и более. Материалы их алюминиевых сплавов при меньшей средней плотности (около 2800 кг/м³) не уступают стальным по характерным прочностным показателям (предел прочности до 670 МПа).