- •Типы связей в твёрдых телах (ионная, ковалентная, металлическая)
- •Атомно-кристаллическое строение металла
- •Кристаллографическое обозначение атомных плоскостей и направлений
- •Анизотропия металлов
- •Строение реальных кристаллов
- •Кристаллизация металлов
- •Строение слитка
- •Полиморфные превращения в металлах
- •Пластическая деформация и механическое свойства металлов
- •Наклеп, возврат, рекристаллизация. Наклёп – это совокупность структурных изменений и связанных с ними св-в при холодной пластичной деформации.
- •Химические соединения, твердые растворы, механические смеси.
- •Построение диаграмм состояния двойных систем. Правило фаз.
- •Диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов.
- •Правило отрезков
- •Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом растворе.
- •Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом растворе.
- •Диаграмма состояния для сплавов, образующих устойчивое химическое соединение.
- •Диаграмма состояния с устойчивым химическим соединением
- •Д иаграмма состояния с неустойчивым химическим соединением
- •Диаграмма состояния для сплавов с неустойчивым химическим соединение
- •Диаграмма состояния железо-цементит
- •Углеродистые стали
- •Влияние постоянных примесей на свойства стали
- •Нагартованная сталь
- •Чугуны (белый, серый, высокопрочный , ковкий). Получение, структура, маркировка, область применения.
- •Основные виды термической обработки сталей
- •Превращения в стали при нагревании.
- •Рост зерен аустенита при нагреве.
- •Технология термической обработки стали. Отжиг первого рода.
- •Отжиг второго рода.
- •Закалка стали (выбор температуры закалки, время нагрева, защита стали от окисления и обезуглероживания).
- •Скорость охлаждения при закалке. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Способы закалки.
- •Закалка с обработкой холодом.
- •Отпуск стали.
- •Поверхностная закалка стали.
- •Физические основы химико-термической обработки.
- •Цеметация
- •Азотирование
- •Цианирование
- •Диффузионная металлизация.
- •Конструкционные стали.
- •Маркировка легированных сталей.
- •Цементненые стали.
- •Улучшаемые стали.
- •Пружинные стали.
- •Шарикоподшипниковые стали.
- •Инструментальные стали повышенной прокаливаемости
- •Инструментальные стали пониженной прокаливаемости
- •Быстрорежущие стали
- •Штамповые стали
- •Классификация штамповых сталей
- •Твёрдые сплавы
- •Алюминий и сплавы на основе алюминия.
- •Сплавы на основе алюминия
- •Медь и сплавы на основе меди
- •Сплавы на основе легкоплавких металлов.
- •Основы порошковой металлургии.
Строение реальных кристаллов
Многие свойства реального кристаллического вещества зависят от степени совершенства строения его кристаллической решетки. Известно, что реакционная способность реальных кристаллов тем выше, чем больше энергия их решетки отличается от энергии решетки идеального кристалла. В связи с этим целесообразно остановиться на причинах, характере и наиболее важных следствиях этого отличия.
Идеальный кристалл состоит из правильно расположенных во всех направлениях атомов, ионов или молекул. В каждом таком кристалле существует определенная, характерная для него структурная единица или элементарная ячейка, точное повторение которой в трех измерениях образует его решетку.
Кристаллизация металлов
Переход металла из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической решетки называется кристаллизацией.
Кристаллизация состоит в следующем: В жидком металле атомы непрерывно движутся. По мере понижения температуры движение замедляется, атомы сближаются и группируются в кристаллы. Эта первичная группа кристаллов получила название центров кристаллизации. Далее к этим центрам присоединяются вновь образующиеся кристаллы. Одновременно продолжается образование новых центров. Таким образом, кристаллизация состоит из двух стадий: образования центров кристаллизации и роста кристаллов вокруг этих центров.
Строение слитка
Слитки металла можно различить три зоны с различной структурой (рис. 1). Кристаллизация жидкого металла начинается у поверхности более холодной формы и происходит в тонком сильно переохлажденном слое, примыкающем к поверхности. Вследствие большой скорости охлаждения произойдет образование на поверхности слитка очень узкой зоны 1 сравнительно мелких равноосных кристаллов. За зоной 1 в глубь слитка расположена зона 2 удлиненных дендритных кристаллов (зона транскристаллизации). Рост этих кристалликов происходит в направлении противоположном отводу теплоты (то есть нормально к стенкам изложницы).В случае сильного перегрева металла, быстрого охлаждения, высокой температуры литья и спокойного заполнения формы зона удлиненных дендритных кристаллов может полностью заполнить весь объем слитка (рис. 1) (транскристаллизация).При низкой температуре литья, очень медленном охлаждении, например, крупных отливок создаются условия для возникновения зародышей в средней части слитка. Это приводит к образованию во внутренней части отливки структурной зоны 3, состоящей из равноосных различно ориентированных дендритных кристаллов (рис. 1), размеры которых зависят от степени перегрева жидкого металла, скорости охлаждения, наличия примесей и др.
Полиморфные превращения в металлах
В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющие решетку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решетка другого типа. Полиморфную модификацию, устойчивую при более низкой температуре, для большинства металлов принято обозначать буквой а, при более высокой р, затем у и т. д.
Переход чистого металла из одной полиморфной модификации в другую в условиях равновесия протекает при постоянной температуре (критической точке) и сопровождается выделением тепла, если превращение идет при охлаждении, и поглощением тепла в случае нагрева.
В результате полиморфного превращения образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Поэтому такое превращение называют перекристаллизацией.
Полиморфные превращения происходят в чистых металлах, в сплавах, в химических соединениях. Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов и сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электропроводности, магнитных свойств, механических и химических свойств и т. д.