Металлические сплавы, типы металлических сплавов.

Металлическими сплавами называются сложные вещества, получаемые сплавлением одного или нескольких металлов. Металлические сплавы в зависимости от строения и микроструктуры при комнатной температуре различают 3-х типов: механические смеси, механические соединения, твердые растворы.

Механические смеси образуются тогда, когда компоненты не способны вступать друг с другом в химические соединения в твердом состоянии и образовывать друг с другом при затвердевании твердые растворы. Металлографические исследования сплава, образующего механическую смесь, показывают наличие в микроструктуре кристаллов компонентов, образующих.

Рентгеноструктурный анализ позволяет определить наличие кристаллических решеток компонентов.

Химическое соединение - это соединение двух компонентов, образующееся тогда, когда при затвердевании сплава его компоненты вступают в химическую реакцию с образованием нового вещества. В том случае, если химическое соединение образовано только металлами, то оно имеет свойства, характерные для металлов (металлический тип связи). Соотношения компонентов в сплаве не подчиняется валентности.

Твердым раствором называется однородное, однофазное вещество, образующееся при затвердевании.

В зависимости от типа взаимодействия элементов твердого раствора различают 2 основных типа твердых растворов:

1. Твердые растворы внедрения;

2. Твердые растворы замещения.

Для образования неограниченных твердых растворов замещения необходимы 3 основных условия:

1. Кристаллические решетки компонентов, образующих твердые растворы замещения должны быть одинаковыми и иметь близкие параметры.

2. Элементы должны находиться близко друг от друга в периодической таблице Менделеева.

3. Элементы должны быть близки по физической природе.

При несоблюдении одного из условий образуются ограниченные растворы замещения.

Необходимым условием образованием твердого раствора внедрения является то, что атом внедряемого элемента должен быть значительно меньше атома элемента растворителя и внутри кристаллической решетки элемента растворителя должно быть значительное место для внедрения атома растворителя элемента.

Закономерности изменения состояния сплавов при затвердевании описываются диаграммой состояния. Строение диаграммы состояния зависит от типа сплава. Диаграммы состояния строятся экспериментальным путем на основании кривых охлаждения сплавов различного химического состава. Основными понятиями, которыми пользуются при изучении диаграммы состояния, являются: компонент, фаза, число степеней свободы.

Компонент - вещества, которые образуют сплав.

Фаза - однородная часть сплава, ограниченная замкнутой поверхностью раздела, при переходе через которую резко изменяется структура и свойства вещества, составляющие фазу.

Под числом степеней свободы понимается число внешних и внутренних факторов влияющих на состояние системы, которое можно изменить без изменения числа фаз в системе. Такие факторы - температура, концентрация, химический состав.