Билет 1,2

1)Фазы сплавов: твердые растворы и промежуточные фазы. Влияние химического

состава на свойства твердых растворов. Промежуточные фазы (электронные

соединения, фазы Лавеса, фазы внедрения и т.д.) и их влияние на свойства

сплавов.

Сплав - вещество, содержащее в своем составе два или более компонентов, по крайней

мере, один из которых - металл.

Получают их с помощью спекания или сплавлением. Компонент - вещество,

образующее сплав.

Фаза - однородная, отделенная поверхностью раздела часть металла или сплава,

имеющая одинаковые состав, строение и свойства. Гомогенные вещества имеют одну

фазу, а гетерогенные - несколько фаз.

Структура - строение металла, в котором можно различать отдельные фазы, их форму,

размеры и взаимное расположение. Структура влияет на свойства.

Различные типы кристаллических сплавов. Твердые растворы - кристаллы, у которых один из компонентов образует собственную кристаллическую решетку, а второй присутствует в виде отдельных атомов, то есть собственной кристаллической решетки не имеет. Первый компонент называют растворителем, а второй - растворенным компонентом. Выделяют твердые растворы внедрения и твердые растворы замещения. В твердых растворах внедрения - атомы растворенного вещества размещаются в кристаллической решетке растворителя, внедряясь между узлами.

1. растворенные вещества должны иметь малый атомный радиус (обычно это неметалл);

1. ограниченная растворимость;

В твердых растворах замещения - атомы растворенного вещества замещают атомы

растворителя в узлах кристаллической решетки.

Особенности:

1. растворенное вещество такого же типа, как и растворитель (атомы близки по размеру);

2. часто имеют неограниченную растворимость;

Искажения решетки при образовании твердых растворов внедрения больше, чем при образовании твердых растворов замещения, поэтому у них более резко изменяются и свойства. По мере увеличения концентрации растворенного элемента в твердом растворе заметно возрастают электрическое сопротивление, твердость и прочность, но значительно понижаются пластичность и вязкость.

Промежуточная фаза - кристаллы, образованные различными элементами и имеющие

собственный тип кристаллической решетки, отличающийся от решеток, составляющих

их элементов.

Фазы внедрения. Если отношение R_НМ/Rм < 0,59, образуются промежуточные фазы с

простыми пространственными решетками, в которых атомы неметалла располагаются в

порах. (ГЦК, ОЦК). Примеры: TiC, VC, Мо₂С, W₂С

В фазах внедрения преобладает металлическая связь, чем и определяются такие

свойства, как высокая электропроводимость, положительный коэффициент

электросопротивления. Большинство фаз внедрения чрезвычайно тугоплавки и имеют

высокую твердость, т.к. присутствует значительная доля в фазах внедрения ковалентной

связи.

Карбиды. R_нм/R_м > 0,59. Например, Fe₃C, Cr₇C₃

Карбиды и нитриды, относящиеся к фазам внедрения, присутствуют в структуре многих

коррозионно-стойких, износостойких и жаропрочных конструкционных сталей.

Отличаются высокой твердостью и хрупкостью, тугоплавки.

Электронные фазы. Для максимального содержания металла более высокой валентности

характерно совершенно определенное значение электронной концентрации (отношение

числа валентных электронов к числу атомов): 3/2, 21/13, 7/4. Данные фазы обозначаются

соответственно β, γ, ε. В большинстве сплавов β-фазы имеют ОЦК решетку, γ-фазы

сложную кубическую решетку и ε-фазы ГП решетку.

Механические свойства электронных соединений зависят в значительной мере от

упорядоченности атомов компонентов в кристаллической решетке электронного

соединения.

Фазы Лавеса. Это промежуточные фазы практически постоянного состава АВ₂,

образуются при взаимодействии металлов самых различных групп Периодической

системы. При этом атомный радиус растворенного элемента В должен быть меньше,

чем атомный радиус растворителя А на 20-30%.

Фазы Лавеса имеют упорядоченные сложные кубические или гексагональные решетки,

в магнитном поле ведут себя как диамагнетики.