Y0Salla, nagu kõik meie ümber asuvad asutused, koosnevad eraldi nähtamatusest isegi osakeste tugevaim mikroskoopis, mida nimetatakse aatomiteks. Kuid aatomid omakorda on ehitatud veelgi rohkem väikesed osakesed: prootonid, elektronid ja neutronid. Proovidel ja elektronidel on elektrilised tasud: prooton on positiivne laeng ja elektron on negatiivne, neutronil ei ole elektriajat.

Kui kaks prootonit "on lähedal, need on üksteisest tõrjutud, kuna need on laetud sama elektriga. Ka kaks elektrit käituvad ka. Vastupidi, prooton ja elektron on üksteisele meelitanud ja prootoni ja elektronide vastastikuse atraktsiooni tugevus on võrdne, s.o prootonil on elementaarne elektrilaengvõrdne elektroni laenguga.

Aatom normaalses olekus, s.o, kui see sisaldab sama palju prootonite ja elektronide arvu, ei ole elektritasu. Aga seal on sellised riigid aatomi, kui see omandab või kaotab elektronide. Siis aatom muutub elektriliselt laetud. Elektronide ületamisel laetakse aatom negatiivse elektrienergiaga ja elektronide puudumise tõttu süüdistatakse see positiivse elektriga. Need on aatomid, milles on elektronide liigne või puudus, mida nimetatakse ioonidele.

Kuidas asub elementaarsed osakesed Aatomil?

Praegu on aatom konstrueeritud järgmiselt. Prootonid ja neutronid moodustavad aatomi keskel asuva kerneli. Elektronid töödeldakse kerneli ümber, mis moodustavad aatomi elektroonilise kesta. Igas aatomil on elektronide arv võrdne prootonite arvuga.

Elektronide elektronid asuvad kihid. Igas kihis saab see paigutada ainult elektronide kindlasse arvu. Esimene tuum ümbritsev kiht võib mahutada ainult kaks elektroni, teine \u200b\u200bkiht - 8, kolmas - 8 kuni 18 elektroni. Iga uus kiht elektronide üleminekul ühe aatomi teisele on tavaliselt moodustatud pärast sisemise kihi lähedale kerneli.

Näiteks naatriumi aatomi tuum on 11 prootonerit ja selle 11 elektroni jaotatakse kolme kestaga: esimeses 2, teises - 8 ja kolmandas osas - \\ t

1 Electron. Rubididi aatomi kernel sisaldab 37 prootoniit ja ümbritsevad 37 elektroniga, mis asuvad viie kestaga: esimeses 2 -s, teises osas, kolmandas osas, neljas - 8 viiendas - 1 elektron. Veelgi keerulisem struktuur on uraani aatom. Selle kernel sisaldab 92 prootonit ja elektronide kestis on 92 elektroni.

Proton ja Neutron on peaaegu sama kaalu järgi ja elektron on peaaegu 1840 korda lihtsam prooton. Niisiis, suurem osa aatomist sisaldub selle südamikus. Mida suurem on neutronite ja prootonite arv kernelis, suurem kaal on aatom.

Atomi kaalu, näiteks grammides väga ebamugav: see võtab kirjutada kümneid nulli pärast koma. Seetõttu tutvustasime aatomite suhtelise kaalu kontseptsiooni aatomi kaalul. Esialgu võeti vastu vesiniku aatomi mass ühiku kohta; See võrreldi kõigi teiste elementide aatomi kaalu.

Sihvakas süsteem keemilised elemendid Loodud Great Vene keemik D. I. Mendeleev 1869. aastal tema avatud perioodilise õiguse alusel.

Mendeleevski õiguse olemus on see, et kõik keemilised elemendid asuvad üksteise järel üksteise järel, et suurendada aatomite suurenemist seeria, milles elementide keemilised omadused teatud arvu elementide kaudu korduvad perioodiliselt.

D. I. Mendeleev paigutas oma lauale keemilisi elemente nii, et samadel vertikaalsetes veergudes paigutatud elemendid omavad sarnaseid keemilisi omadusi. Teades elemendi koha tabelis, saate kõige rohkem määratleda keemilised omadused Element ja selle ühendused. Iga keemiline element MendeleeV tabelis on järjestuse number. Seda nimetatakse nüüd Mendeleevi arvuks. See number näitab tuuma prootonite arvu. Samas vertikaalsed veerud tabelis langevad aatomid sama arvu elektronide välimise kesta.

Sõltuvalt välimise kesta elektronide arvust, keemias ja füüsikalised omadused element.

Sama elemendi aatomid, üksteisest erinevad, nimetatakse ainult tuuma neutronite arvu isotoopideks. "Isotope" - kreeka sõna. See tähistab "sama koha hõivamist". Isotoopid iga elemendi asuvad samas rakus Mendeleev tabelis, kuna nukleuse laengu (jookseb) sama elemendi isotoobid on sama. Metallid, erinevalt vedelate ja gaasilistest organitest normaalsetes tingimustes on kristallilised kehad. Crystal on õige joon, mis piirneb tasase pindadega.

Kristallide sisemist struktuuri uurib praegu päris head, kasutades röntgenkiirte. Kristallide valgustamine nendega saavad radiograafia, st pildiplaadi pilt, mis määrab aatomite asukoha kristallvõre ja nende vahemaad. Radiograafid on näidanud, et metallist ioonid "sobivad" kristallis ligikaudu vastavalt sahtli tahketele pallidesse.

Erinevate metallide aatomid moodustavad ebavõrdseid kristallilisi võre. Kõige sagedamini on otsused kolm liiki.

Esimene tüüp on kuupmeetri mahuvõlgne (joonis 1). Metalli aatomid sellises võre asuvad Kuuba tipustes ja keskel. Iga aatom on ümbritsetud

Kaheksa aatomit. Sellisel võrgul on metallide vanadion, volfram, molübdeen, liitium, kroom ja teised.

Teine võre tüüp on kuupmeetri karjant - ya (joonis 2). Metalli aatomid selles asuvad Kuuba nägu kõrguste piki. Selline võre valdas näiteks alumiinium, plii, kuld, hõbe, nikkel, toorium.

Kolmas tüüp on kuusnurkne (kuusnurkne) tihedalt pakitud võre (joon. 3). See vastab tsinkile, magneesiumile, kaadmiumile, berülliumile.

Joonisel fig. 1-3 aatomit on tingimuslikult kujutatud palli kujul. Sõltuvalt võre liigist hõivavad aatomid enam-vähem ruumi. Näiteks kuupmeetri mahukeskuses grille'is hõivavad aatomid 68% ruumist ja kuupmeetril Gratatsioon-74%.

Aatomite asukoht kristallvõrel on suur mõju metalli omadustele.

Mõnes metallis saab kristallilist võre ümberehitada ühest tüübist teise. Näiteks puhas raud temperatuuril alla 910 ° on kuupmeetri
Mahuline võre ja üle 910 ° Võre muutub granubleeritavaks. Sellised metallid nagu tina, uraan, titaan, tallium, tsirkoonium, lantaanium, tseerium on selline vara, et muuta kristallvõret.

Erineva vormi laatsioone moodustavate ainete vara nimetatakse allotroobiks; Tõlgitud kreeka keelest

Keel See sõna tähendab "muud pööret", "muu vara". Tuntud allotroopia kristallilises süsinikusisalduses. See võib olla grafiidi kujul ja teemantide kujul. Grafiit ja teemant on konstrueeritud süsinikuaatomitest; Nende erinevus on ainult kristallvõre struktuuris. Ja milline suur erinevus omadustes! Grafiit - pehme,

Läbipaistmatu mineraalne must-puu, teemant, vastupidi, on läbipaistev, bessmile ja raske.

Metallide kristallvõrgu aatomid asuvad üksteise lähedale, mida nende välistel elektronidel on võime liikuda mitte ainult ühe aatomi ümber ja paljude aatomite ümber. Järelikult liiguvad metallist jaotatud välised elektronid ühtlaselt vabalt kogu metalli tükis, moodustades mingi elektronide gaasi.

Seega on iga metallist võrgustik korralikult paigutatud elektroonikaga täidetud positiivseid ioone. Kõrge tugevus metallide ja seletab juuresolekul elektronide gaasi, mis ümbritseb kõik ioonid, keerates metalli kristall nagu oleks üheks.

Ioonid, mis on teatavates kohtades (sõlmed) kristallvõrgu saab teha, aga liikumine on võnkumine. Soojendusega metallis aeglustub ioonide võnkumised, kuumutatud ioonides on tugev võnkumine. Mida kõrgem on temperatuur, seda tugevamad ioonid liiguvad. Lõpuks tekib see hetk, kui koostoimejõud ei saa enam kristallvõre sõlmedes enam hoida ja see hävitatakse; Tahke oleku metall läheb vedelikuks. See on sulamispunkt.

Kui kaks sulametalliki segatakse põhjalikult, siis pärast tahkestamist selgub nende metallide sulami. Allomid saadakse ja metallist sulamiteta metallist, näiteks rauda süsinikuga, alumiiniumist silikooniga jne. Sisaldatud sulami omadused sõltuvad mitte ainult sellest, millised elemendid on alla sulamile, vaid ka sisemise struktuuriga või kui nad ütlevad sulami struktuure. Sulam on ka kristallkeha.

Sulamite struktuur võib olla erinev. Sulami komposiitosad võivad moodustada kas mehaanilise segu või tahke lahuse või keemilise ühendi. Kuid on olemas sulamid, kus on ka mehaanilised segud ja tahked lahused ja keemilised ühendid.

Mehaaniline segu saadakse juhul, kui komponendid ei vasta keemiliselt ja on sulamites sõltumatute väikeste kristallide kujul

Nägu. Neid võib täheldada, kui kaalute poleeritud pinda mikroskoobi. Mehaanilised segud moodustuvad näiteks, kui fundeerides plii antimüsi, vismut kaadmiumiga jne.

Igaüks teab suhkru- või tabeli soola lahendust joodiga. Suhkru- või tabeli soola lahustamine vees võib saada homogeenset ainet - vedelat lahust. Klaas vees saab lahustada teist suhkrut

Tuleb välja, et sarnased homogeensed muutuva koostise süsteemid moodustuvad tahketes kehastes. Neid nimetatakse tahketeks lahendusteks. Neis segatakse lahustunud aine ja lahusti "hajutatud" aatomid üksteisega. Lahusti aine kristallvõrgul asendatakse mõned selle aatomid lahustunud aine aatomitega (joonis fig 4). Selliseid lahendusi nimetatakse asenduse tahkete lahendustena. Need moodustavad näiteks metallist vase ja nikli, raua ja kroomi, kulla ja vase, hõbe ja kulla, vase ja plaatina, vase ja plaatina, vase ja plaatina, vase ja plaatina jne.

Ühe aatomi asendamine teiste kristallvõrega esineb juhul, kui metalli aatomid on lahenduste aatomite mõõtmetes lähedal * Rietel. Kui aatomite suuruse erinevus ületab 15%, ei saa tahke lahus tekkida.

Väga suur erinevus aatomite suurustes moodustub tahke implantaadi lahused. Nad on kõige sagedamini saadud, kui metall lahustub iseenesest mittemetallielemendid, mille aatomid on oluliselt väiksemad metallist aatomid. Kõige tavalisem sulam ehitatud tüüpi tahkeid lahuseid sissejuhatus on sulam rauda süsiniku; Seda sulamist nimetatakse terasest. Tahke implanteerimislahuse moodustumisel asuvad sissetoodud elemendi aatomid
Kristallvõre vahemikus lahusti aatomite vahel. Tahke implanteerimislahuse kristall tahke aine on näidatud joonisel fig. Viis.

Ja kui palju saate ühe metalli lahutada teises? Unlimited lahustuvus on kõikidest metallidest omane. Vase, näiteks võib lahustada, kui palju niklit mitte nikkel, mis tahes kogus vase võib lahustada nikkel. Lahusti peetakse metallist, mis on rohkem sulami järgi.

Paljudel metallidel on lahustuvus. Näiteks alumiiniumist saab lahustada mitte rohkem kui 5,5% vase massist. Rohkem vase asub sulami kujul üksikute värvimata osakeste kujul. Mida suurem on tahke lahuse temperatuur, seda rohkem vask võib alumiiniumis lahustada (kuid mitte üle 5,5%). Selle sulami jahutamisel on vask esile tõstetud väikseimate, väga tahkete ja nõrkade osakeste kujul.

Mis on nende osakeste olemus? Tuleb välja, et see ei ole puhas vask, kuid selle X ja M ja H e on ühenduse alumiiniumiga ühendus. Ülemäärase vase sulamist suhtleb alumiiniumi keemiliselt. Mis tahes keemilise ühendi kristalne sulami korral on täielikult määratletud kompositsioon. Näiteks keemiliste ühendite kujunemisel: rauda süsinikuga, mida nimetatakse rauakarbiidiks, on kolm nääre aatomit keemiliselt seotud ühe süsinikuaatomiga; Alumiinium vase-kahe alumiiniumi aatomiga on ühendatud ühe vase aatomiga. Volframi või vanadiini karbiide moodustamiseks on vaja, et nende metallide ja süsinikuaatomite aatomite suhe on 1: 1 ja kroomikarbiidi 23 kroomi aatomi interakteerub kuue süsinikuaatomiga.

Keemiliste ühendite kristallrühmad on väga keerulised. Tugeva kütmise sulami, kristallide keemiliste ühendite saab lahustada

Kodusulami lahendus ja kui kuumutamise temperatuuri vähenemine on uuesti ilmunud.

Tehnoloogias kasutatavate sulamite puhul on keeruline keemiline koostis. Näiteks kõrge tugevusega teras on nende koostises tosin erinevatele keemilistele elementidele. Mida keerulisem on sulami kompositsioon ja struktuur, seda erinevamad omadused.

Teraste ja sulamite kasutuseletavad haruldased metallid parandavad nende kvaliteeti, muudavad radikaalselt sulamite esialgseid omadusi, kuna need moodustavad sageli keemiliste ühendite kristalle, tugevdades tahke lahust.

Metallurgistid kasutavad haruldasi metalle, et teras ja sulamid oleksid vastupidavamad, tugevamad, on vajaliku plastilisuse, elastsuse, soojuse kaalumise, keemilise "resistentsuse jne, millised omadused ja kuidas nad muutuvad haruldaste metallide lisamisel. .

Metallide sisemine struktuurkonstruktsiooni ja vastastikuse paigutuse nende aatomite nimetatakse, samuti suuremat struktuuri nähtav mikroskoobi või palja silmaga.

Metallide sisemise struktuuri jaoks on neutraalsete aatomite kombinatsioon, positiivselt või negatiivselt laetud ioonid ja vaba elektronid, mis moodustavad nn elektroonilist gaasi. "Elektroonilise gaasi" olemasolu määrab metallide kõrge elektro- ja soojusjuhtivuse ning vabade elektronide suhete suhete seas ja ioonidega tekitab tahket ühendust, mida nimetatakse metallist. Metallist side spetsiifilisus muudab metallide plastikust (plastist).

Lisaks metallide omaduste aatomite olemusele mõjutab aatomite seose laadi, nende vaheline kaugus ja nende asukoha järjekord.

Kõikidel metallidest tahkis olekus on kristalne struktuur, st. Nende aatomid (ioonid) asuvad rangetes, perioodiliselt korduvalt, moodustades kosmoses aatomi kristalse võre (erinevalt amorfsetest tahketest organitest, mille aatomid asuvad kosmoses kaootiliselt).

Aatomite korra järjekord erinevates metallides ebavõrdse. Seda määratakse tavaliselt enamiku metallide lihtsa iseloomuga (joonis 6) või keeruliste kristallvõrgud. Joonisel fig. 6 tingimuslikud aatomid kõikuvad tasakaaluosade lähedal, st kristallvõrgu sõlmedes. Vahemaa aatomite vahel kristallvõrgus mõõdetakse Angstroms (1 Å \u003d 10 -9 nM). Enamikus metallides on aatomite vaheline kaugus vahemikus 0,28-0,8 nm.

Joonis 6. Aatomite asukoha järjekord lihtsatel laatistesaga - Voltai Kuuplane kuupmeetri (9 aatomit), b - grantated kuupmeetri (14 aatomit), in - kuusnurkne tihe pakitud (17 aatomit)

Kristallide väikseim maht, mis annab ülevaate metalli aatomi struktuurist kogu mahu all elementaarne kristallrakk.

Tavapärase meetodiga saadud metallid on polükristallilised kehad, mis koosnevad mitmesuguste elementaarsetest rakkudest, mis on suunatud üksteise suhtes kõige erinevamal viisil. Rakkudel on ebaregulaarne kuju ja neid nimetatakse kristallideks või teradeks. Kui elementaarsete rakkude kombinatsioon on õige, aatomite asukoha järgi algne elementaarrakk, siis saadud keha nimetatakse üheks kristalliks.

Metallisulamid, nagu metallid, on kristalne struktuur. Sellisel juhul jagatakse need komponentide interaktsioonist tahkete lahustena, keemilisteks ühenditeks ja mehaanilisteks segudeks.

Tahked lahused moodustatakse siis, kui ühe elemendi aatomid on sulandunud, erinevates kogustes lisatakse teise elemendi kristallvõrku, muutmata seda suures osas selle kujuga. Element, mis säilitas oma võre kuju nimetatakse lahustiks ja element, mille aatomite selle võre on lahustunud. Lahustatud elemendi aatomite paigutamise kohta lahusti grilli eristamiseks tahkete asenduslahendused(Lahustatud elemendi aatomid asuvad lahustisaade sõlmedes) ja tahke implantaadi lahused(Lahustatud elemendi aatomid on lahusti aatomite ja selle võre sõlmede vahel).

Kui komponendid, mis kuuluvad tahke asenduslahust, on lahter ja aatomite tihe struktuur, siis võivad sellised elemendid moodustada pideva tahkete lahuste vahemikku, st asendatud aatomite arv võib varieeruda 0 kuni 100% -ni.

Arvatakse, et lahusti on element, mille sisu sulamist on üle 50%.

Rakenduslahendused moodustavad elemendid, mis on kõrgelt iseloomustavad võre struktuur ja aatomi suurused.

Tahked lahused on homogeensed (homogeensed) sulamid, kuna nende struktuur on sama koostises ja teravilja omadustes. Tahkete lahuste omadused võivad suuresti erineda selles sisalduvate komponentide omadustest. Kõik metallid ühele astmele või teisele võivad üksteisest lahustada, moodustades tahkeid lahuseid.

Keemilised ühendidneed on moodustatud sulami komponentide aatomite keemilise interaktsiooni all, millele on lisatud märkimisväärne termiline toime. Sel juhul kristallvõre keemilise ühendi ja kõik selle omadused võivad erineda järsult võre ja omadused komponentide. Erinevalt tahketest lahustest moodustatakse keemilised ühendid tavaliselt komponentide vahel, millel on suur erinevus elektrooniline struktuur Aatomid. Tüüpilised näited Keemilised ühendid on magneesiumiühendid tina, plii, antimoniga, vismut, hall, seleeni, telluriumi jne. Nende struktuuris nad on homogeensed.

Meedalite keemilisi ühendeid kutsutakse intermetalliline(Intermetalliline) ja metallide ühendid mittemetallide (nitriidid, hüdriide, boriide, karbiid), millel on omavad metallist ühendus, - metallühendused.

Mehaanilised segudsee on moodustatud siis, kui kogu koristatud sulatus, ei ole selle komponentide aatomid segatud ja kristalliseeruvad iga võre iseloomuliku iseloomuga. Selliste heterogeensete sulamite struktuur (innomogeenne) ja on nende struktuuri säilitatavate sulamiskomponentide kristallide segu.

Joonis fig. 7. Amorfsed jahutuskõverad ( aga), Crystal keha b)ja metallid (IN),kus t T. P - kristalliseerumine ja superkoolitemperatuur, ° C; (T 1 -t 2) - kristallisatsiooni aeg, lk.

Kristallilise korpuse struktuur määrab amorfse võrreldes järgmised erilised omadused:

§ Erinevate kristallide omaduste erinevused erinevates suundades, s.o anisotroopia või munameistme, omadused;

§ libisemise lennukite olemasolu, väliste jõudude rakendamine toob kaasa ühe lennuki slaidi (vahetus) teise suhtes;

§ Kriitilise temperatuuri olemasolu tahkestamise või sulamise ajal, milles üleminek vedeliku (sulatatud) olekus tahkeks või vastupidi.

Vedelast olekust pärit metalli üleminek tahkele ainele nimetatakse kristalliseerumiseks ja tahkest vedela sulamisest. Kui kristallide moodustumine pärineb vedelikust selle jahutuse ajal, nimetatakse seda protsessi esmaseks kristalliseerumiseks, kui kristallide moodustumine on keha tahkes olekus - sekundaarne kristalliseerumine.

Kristallimisprotsesse kujutavad graafiliselt koordinaatide temperatuuri sisseehitatud kõverad - aeg (joonis fig 7).

Penomen superkooling kristalliseeriva metalli seletab asjaolu, et tahkestumise perioodil on aatomite liikuvuse järsk vähenemine, mille tulemusena muutub see järsult sisemine energia. Sellega kaasneb soojus vabanemine, mis soojendab vedela vanni ja mõnda aega (T 1.-T 2)see hoiab selle temperatuuri konstantseni, kuni vedelik on täielikult kahanev.

Hüpotermia aste on suurem, seda suurem on jahutusmäär.

Vene teadlane-Metallurgist D. K. Chernov 1878. aastal leiti, et kristallimisprotsess koosneb mitmest etapist. Esimene etapp on embrüote (keskused) kujunemine kristalliseerumise. Järgnevatel etappidel moodustub dendriidid (puu moodustused) nendest keskustest, mis sulanduvad, moodustavad terad (kristallid). Samal ajal ei ole neil nõuetekohast geomeetrilist vormi, sest kasvavate kristallide kontaktisikutes peatub nägude kasv.

Metalli tera suurus on kõige olulisem omadus, mis määrab kõik selle omaduste põhilised omadused. Peen-teralise metallil on kõvaduse, tugevuse, löögi viskoossuse suuremad omadused, kuid see on vähendanud elektrijuhtivust, halvema magnetilisi omadusi.

Teravilja suurus sõltub kristallimiskeskuste ja kristallide kasvumäärade arvust (jahutusmäärad). Mida rohkem kristallimiskeskused ja nende kasvu kiirus on vähem teravilja.

Kristalliseerumiskeskuste moodustumine võib tekkida spontaanselt või olemasolevate lisandite osakestest vedela metallist, mida kasutatakse siis, kui modifitseerimine- Sissejuhatus vedelate metallide lisandite (modifikaatorid).

Kristalliseerimiskeskuste teket ja seetõttu mõjutab teravilja kogus hüpotermia astet t -t n. Mida suurem on hüpotermia aste, seda kristalliseerumisskeskused ja väiksemad terad.

Sildid:

Masinaehitusmaterjalide hulka kuuluvad metallid ja nende sulamid, puit, plastid, kummi, papp, paber, klaas jne. Suurim kasutamine autode valmistamisel saadi metallide ja nende sulamite abil.

Metallid nimetatakse kõrge soojusjuhtivuse ja elektrijuhtivusega aineteks; Pakend, sära ja muud iseloomulikud omadused.

Tehnika kohaselt on kõik metallid ja sulamid kohandatud mustade ja värviliste jagamiseks. Mustmetallide hulka kuuluvad rauda ja sulamid. Värvus - kõik muud metallid ja sulamid. Selleks, et valida masinaosade valmistamise materjal, võttes arvesse nende töötingimusi, mehaanilisi koormusi ja muid masinate jõudlust ja usaldusväärsust mõjutavaid tegureid, on vaja teada sisemist struktuuri, füüsikalis-keemilist, Metallide mehaanilised ja tehnoloogilised omadused.

Metallide ja nende sulamite tahkes olekus on kristalne struktuur. Nende aatomid (ioonid, molekulid) asuvad ruumis rangelt määratletud järjekorras ja moodustavad ruumilise kristallvõre.

Aatomite väikseim kompleks, mis korduva kordusega reprodutseerib grili, nimetatakse elementaarne kristallrakuks.

Elementaarne kristallilise raku kuju määrab metallide omaduste komplekt: sära, siledus, soojusjuhtivus, elektrijuhtivus, töötavuse ja anisotroopia (omaduste eristamine kristallvõre erinevates lennukites).

Ruumkristallilised võre moodustuvad vedelate seisundi metallülekandega tahkeks. Seda protsessi nimetatakse kristalliseerumiseks. Kristalliseerumise protsesside uuriti esmakordselt Venemaa teadlane D. Koshnov.

Kristalliseerumine koosneb kahest etapist. Metalli vedelas olekus on selle aatomid pidevalt liikuma. Kui temperatuur väheneb, aeglustab aatomite liikumine, nad tulevad lähemale ja rühmitatud kristallidesse. Nn kristalliseerumiskeskused moodustatakse (esimene etapp). Siis kristallid rändavad nende keskuste ümber (teine \u200b\u200betapp). Esiteks kasvavad kristallid vabalt. Edasise kasvuga tõrjutakse kristallid mõnede kristallide kasvu naaberriikide kasvu, mille tulemusena moodustub kristallide rühma sobimatu vorm, mida nimetatakse terad.

Teravilja suurus mõjutab oluliselt metallide operatiiv- ja tehnoloogilisi omadusi. Jäme metallil on väikese mõju suhtes madal vastupidavus, kui seda käideldakse lõikamisel, on detailide pinna väike karedus. Suurused terad sõltuvad milline metallist ja kristallisatsiooni tingimused.

Metalli struktuuri uurimiseks meetodid. Metallide ja sulamite struktuuride uurimine toimub makro ja mikroanalüüsi abil, samuti muul viisil.

Makroskstructure'i uuritud makroosaaliga, s.o metallistruktuur nähtav palja silmaga või suurendusklaasiga. Makrostruktuur määratakse metallivahemuste või makrokildi abil.

Makrochlif on metallproov või sulam, mille üks pool on jahvatatud ja söövitatud happe või muu reaktiiviga. Selle meetodiga tuvastatakse suured defektid: praod, vähenevad valamud, gaasimullid, metallist lisandite ebaühtlane jaotus jne.

Mikroanalüüs võimaldab teil määrata terade, konstruktsioonikomponentide, termilise töötlemise kvaliteedi suuruse ja kuju kindlaksmääramise mikrodefektide tuvastamiseks.

Mikroanalüüs viiakse läbi mikroskoobide abil mikroskoobi abil (kaasaegsed metallograafilised mikroskoobid annavad suureneb kuni 2000 ja elektrooniliselt - kuni 25 000).

MI COSLIF on metallproov, millel on tasane poleeritud pind, mis allutatakse mikrostruktuuri tuvastamiseks nõrgale happe või leeliste lahusele. Metallide omadused. Metallomadused jagatakse tavaliselt füüsikalis-keemilisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Füüsikalis-keemilised ja mehaanilised omadused tahkete kehade, sealhulgas metallide, tunnevad teid kursuste füüsika ja keemia. Olgem elada mõningate mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste kaalumisel, mis on metalli töötlemise seisukohast olulised.

Mehaaniliste omaduste all, nagu on hästi teada, võime metalli või sulami võime väliste jõudude mõju vastu seista. Mehaanilised omadused on tugevus, viskoossus, kõvadus jne

Tugevus iseloomustab metalli või sulami vara teatud tingimustel ja piirides, mitte hävitada, tajuda väliste jõudude teatud mõjusid.

Metalli oluline omadus on šokk viskoossus - materjali resistentsus hävitamiseks šokk koormuse ajal.

Kõvaduse all mõista materjali vara, et seista teise, tahke keha kasutuselevõtu vastu.

Materjalide mehaanilised omadused väljendatakse mitmetes indikaatoritel (näiteks tõmbetugevuspiirid, suhteline pikenemine ja ahenemine jne)

Tõmbetugevuse piirväärtus või ajakindlus, nimetatakse tingimuslikuks pingeks, mis vastab maksimaalsele koormusele, mida proov talub enne hävitamist katsetamisprotsessi

Metallide ja sulamite kõvadus määratakse peamiselt kolme meetodi abil, mida nimetatakse nende leiutajate nimed: BRINELL meetod, Rockwell meetod ja Vickers meetod. Ma mõõtmine kõvaduse järgi vastavalt BRINELLi meetodile seisneb selles, et katsemetalli pinnale raskemini raskem on terase karastatud palli, mille läbimõõt on 2,5 5 või 10 mm läbimõõduga Laadimine R. koormussuhe pinna pinnale (Wells) annab väärtuse kõvaduse tähistatakse HB.

Rockelli kõvaduse mõõtmine viiakse läbi instrumendi abil, vajutades katsemetalli palli, mille läbimõõt on 1,59 mm (1/16 tolli) või teemantkoonus nurga all 120 ° ülaosas (eriti tahke terase ja sulamite puhul) . Kõvaduse sugulemist määratakse instrumendi indikaator.

Vickers kõvaduse mõõtmine viiakse läbi TP vahendi abil, vajutades teemandi nelja-gammeeritud püramiidi metallile nurga all A \u003d 136 °. Saadud jäljendi diagonaali pikkus tabeli abil leitakse HV kõvaduse arv.

Ühe või teise meetodi kasutamine sõltub testproovi kõvadusest, selle paksusest või katsekihi paksusest. Näiteks vickers-meetodit kasutatakse kõvaduse mõõtmiseks karastatud teraste, osade materjalide paksusega kuni 0,3 mm ja õhuke väliskülmikus, lämmatav ja muud pinnad.

Metallide ja sulamite peamistele tehnoloogilistele omadustele

järgnevalt on:

metalli ostuomadused läbivad sepistamise ja muude rõhude töötlemise tüübid;

ja D q o t e c h e c t l - sulase metalli omand, mis täidab valamisvormi kõigis selle osades ja annab täpse konfiguratsiooni tihedad valandid;

keevitatavus - metalli omadused annavad vastupidavatele keevitatud liigestele;

töödetaseme lõikamine on metallide omadused, mida töödeldakse lõikamisvahenditega, et teha pinna teatud kuju, suuruse ja kareduse esemed.

Metallide ja sulamite struktuur

Et Manager:

Automaterjalid ja rehvid

Metallide ja sulamite struktuur

1. Metallograafia arendamine

Metallograafia või metallist uuringud on teadus, mis tegeleb metallide ja nende sulamite omaduste, koostise ja struktuuri uurimisega. Metal Teadus SCC Science on loodud Vene Teadlased-Metallur-Gami. Tasumata vene teadlane-metallurgist Pavel Petrovich Anosov pani aluse metallist uuringud. Töötamine Zlatous Weapon Factory Uuralites, ta esmakordselt maailmas 1831. aastal rakendas mikroskoopi, et uurida terase struktuuri poleeritud vigastustega. P. P. Anosov tähistas algust kaasaegne protsess Terase tootmine, mida nimetatakse Martenovsky; Ta viis läbi meetodi malmist terasest (1873. aastal) ilma vastavustasandita, enne selle Martreni vennade ees on üle 30 aasta.

P. P. Anosov tegi suure teadusliku töö, et uurida süsiniku mõju terase omadustele. Tema teaduslikes töödel oli suur mõju kvaliteetsete terasete tootmise arendamisele ja parandada termilise töötlemise meetodeid. Edasine töö metallide ja metallisulamite omaduste uurimise kohta, sõltuvalt nende koostise ja struktuuri muutusest, jätkas geniaalne vene keel teadlane Dmitri. Konstantinovich Chernov. St. Petersburgi Obukhovi terasest taime insenerina tegi ta avastamise, mis oli äärmiselt oluline edasine areng Metal Teadus. DK Chernov tulemusena paljude tähelepanekute käitumise terasest sepistatud protsessi soojuse töötlemise protsessi, see tuvastas, et teatud temperatuuridel teras, mis on tahkes olekus, seal on ümberkorraldamine oma osakesi, muutes seeläbi struktuuri struktuuri Terase ja selle omadused.

D. K. Chernovi avastused avaldati 1868. aastal, milles ta sai ülemaailmse kuulsuse ja väärib vääriliselt metallograafia asutaja. Tänu oma avastusele sai see võimalikuks, teaduslikult põhjal metallide ja metallisulamite termiliseks töötlemiseks.

D. K. Chernova - N. S. Kurnsnakovi järgijaid ja üliõpilasi aitasid tulevikus kaasa tuua teaduslikud dokumendid ja uuringud, et veelgi suuremat arendamist kodumaiste metallide uuringute.

2. Kristallmetallistruktuur

Seal on keha amorfne ja kristalne. Amorfsete kehade struktuur koosneb kaootilistest aatomitest. Sellised asutused hõlmavad näiteks klaasi, merevaigut, tõrva jne kristalliasutused erinevad amorfsest, kuna nende aatomid on paigutatud geomeetriliselt õiges järjekorras. Metallid ja metallisulamid kuuluvad tüüpilistele kristallorganid. Aatomid, mis asuvad metallides rangelt määratletud geomeetrilises järjekorras, moodustavad kristallvõre (joonis 11). Sõltuvalt aatomite asukohast moodustunud erinevad kristallvõrgud.

Metallides on kristallilised võred kõige sagedamini keskse kuubiku, graani kuubiku ja kuusnurkne prisma kujul.

Näiteks metallid kroomi, vanadiumi, volframi, molübdeeni ja mitmete teiste teiste, on kristallvõre kujul keskne Kua (Joon. 12, A), milles kaheksa aatomit asub nurkades kuubik ja üks - Kuuba keskel.

Alumiinium, vask, plii, nikkel, hõbe jne on kristallvõrgu - graantariseeritud, see tähendab kuubiku kujul tsentreeritud nägudega (joonis 12,6). Sellises võre igas nurgas Kuuba on üks aatom ja üks aatom keskel iga nägu. Kokku on 14 aatomit.

Kristallvõre Zide on kuusnurkne prism (joonis 12, E) on sellised metallid, nagu tsink, titaan, mangaan. Aatomite asukoht kuusnurkne prisma tüübi kristallvõrgul on: prisma igas nurgas, üks aatom, ülemise aluse keskel, üks aatom, alumise aluse keskel, üks aatom ja kolm aatomit Keskmises osas.

Joonis fig. 11. Crystal Grille

Joonis fig. 12. Kristallvõrguliigid:
A - kuupmeetri kuupmeetri; B - Cube Sir-Center; kuusnurkne prisma

Vahemaad aatomite vahel kristallvõre on äärmiselt väike ja mõõdetakse spetsiaalse pikkuseühikuga, mida nimetatakse Angstristiks (teadlase nime järgi). Üks Angstrom on võrdne ühe Velomillioni Yule sentimeetriga.

Sulatatud vedela metallist aatomid liiguvad. See on kaootiline, kuid metalli temperatuur väheneb ja läheneb kriitilisele, st tahkestumise temperatuurini, moodustab see nn kristallimiskeskused või kristalliseerumise embrüod. Kristalliseerumiskeskused on äärmiselt väikesed aatomite rühmad, mis on rühmitatud geomeetriliselt õiges järjekorras.

Saadud embrüod kristalliseerumise on väga ebastabiilne ja paljud neist lahustada uuesti. Praktilised tähelepanekud on tõendanud, et kristalliseerumise embrüod omandavad stabiilsust ja hakkavad kasvama, kui vedela metall on mõne temperatuuriga percooleeritud. Puhas metalli jahutuskõvera annab visuaalse ettekujutuse sellest, kuidas kristallisatsiooniprotsess toimub.

Joonis fig. 13. Kõvera jahutusmetalli puhastamine

Monkeletooni metallist (joonis 13, a) hakkab kristallimisprotsess edasi liikuma kiiremini. Pärast intensiivse kristalliseerumise algust tõuseb alakasuliku metalli temperatuur selle tahkestamise temperatuurini (b), tõstes esile kristalliseerumise peidetud soojuse.

Joonis fig. 14. Teravilja moodustamise kava

Kogu kristallimisprotsessi käigus jääb metalli temperatuur konstantseks (B, B). Pärast metalli jätkub vedelate olekus tahkeks, ta hakkab alandama selle temperatuuri temperatuurini algab ümbritsev d). Protsessis kristalliseerumise kasvu embrüote kulul aatomite ümbritsev vedeliku, mis asuvad kristallvõre rangelt määratletud järjekorras (joon. 14, A, B). Esialgu kasvab kristalliseerumise embrüote kasv vabalt ja neil on õige väline geomeetriline kuju. Aga kuna palju embrüoid moodustub samal ajal, see on selline hetk, kui nad hakkavad üksteisega kokku puutuma (joonis 14, b, g, d). Pärast sellise kokkupõrke nende kasv on võimalik ainult nendes suundades, kus puuduvad sekkumised. See toob kaasa asjaolu, et metallkristallide väline geomeetriline kuju muutub valeks, mille tulemusena neid nimetatakse tavaliselt metallide teradeks (joonis 14, E).

3. Tahkete metallide struktuuri muutmine (allotroopiga nähtus)

Mõnede metallide struktuur tahkes olekus võib tuntud temperatuuril testide muundused, mis esindavad aatomite ümberkorraldamist ja üleminekut ühest kristallvõrest teisele. Sellist nähtust nimetatakse metallide allotrooksiks. Erinevad kristallilised vormid, milles sama tahke metalli kristalliseerub teatud temperatuuridel, nimetatakse allotroopsete modifikatsioonideks. Allotroopse modifikatsioone on määratud kreeka tähed. Üleminek ühest modifikatsioonist teise esineb teatud, konstantse temperatuuriga ja sellega kaasneb soojuse imendumine (kuumutamisel) või soojuse isoleerimise (jahutamise ajal) ja uue kristallvõrgu moodustumise.

Joonis fig. 15. Kõvera jahutusraud

Puhas rauast eksisteerib mitmes modifikatsioonis. Puhta raua jahutuskõveral (joonis 15), võib näha, millistel temperatuuridel on allotroopsed raua transformatsioonid. Temperatuurini 910 ° rauda on keskse kuubi kujul kristallvõrgu ja seda nimetatakse alfa-raua a-fe-le. . Edasi kuni 770 ° A-Fe magnetiliselt ja üle 770 ° on mitte-magnetiline. Temperatuuril 910 °, kristallvõrgu a-Fe varieerub ja läbib karjatase keskusesse; Seda modifikatsiooni nimetatakse gamma-raua y-fe jaoks ja on resistentne temperatuurini 1390 °, kus see muutub tsentreeritud kuubikuvõreks. Uut modifikatsiooni nimetatakse delta-rauast 8-Fe. Allotroopsed transformatsioonid on väga olulised, kuna selliste transformatsioonide metallide võib allutada termiliseks töötlemiseks. Allotroopsed transformatsioonid on rauale tundlikud ja mõned teised metallid, nagu titaan, mangaan, koobalt, tsirkoonium, tina.

4. Sulamite struktuur

Sulamist nimetatakse keeruline ainesaadud kahe või mitme elemendi fusionis. Sulamite moodustavad elemente nimetatakse sulamiteks. Vedelas olekus on sulam lahendus, milles ühe komponendi aatomid jaotatakse teiste komponentide aatomite vahel ühtlaselt, nii et vedellahusel on mis tahes osa sama omadused, olenemata sellest, kui väike see on. Selliseid aineid nimetatakse homogeenseks. Iga vedeliku lahuse omadused erinevad selle komponentide omadustest, kuid iga komponent mõjutab lahuse omaduste olemust. Vedelate lahenduste põhjaliku uurimisega selgub, et nende lahenduste füüsikalised, elektrilised ja muud omadused on järsult erinevad nende komponentide omadustest ja võivad varieeruda sõltuvalt komponentide protsendist, st kontsentratsioonist.

Lahuse kontsentratsioon on lahustuva aine massi suhe kogu lahuse massile. Kontsentratsiooni väljendatakse tavaliselt protsendina. Kui liigub sulami vedelate olekus tahkeks, võib saada erinevaid komponentide interaktsiooni. Komponentide interaktsiooni peamised liigid on: mehaaniline segu, \\ t keemiline ühend ja tahke lahus.

Mehaaniline segu tähistab komponendi interaktsiooni, milles sulamiskomponendid ei sisesta kristallimisprotsessi. keemiline reaktsioon Ja teine \u200b\u200bteiselt ei lahustu, vaid säilitage oma kristallvõllid. Järelikult koosnevad sulami struktuur, mis on kahe komponendi mehaaniline segu, nagu näiteks plii ja antimon, eriti väikeste kriitiliste kristallide ja antimoni kristallide.

Keemilise ühendi puhul iseloomustab sulamiskomponentide koostoimet täiesti uue kristallvõre moodustumisega, mis ei ole sarnane komponentide kristallide grillidega; Sellisel juhul on komponentide suhe alati rangelt määratletud.

Tahke lahus erineb mehaanilisest segust ja keemilisest ühendist, kuna see säilitab kristalse lahustimetalli võrku, milles asetatakse kõigi sulami komponentide aatomid. Metall, mille kristallvõre säilitatakse pärast tahke lahuse teket nimetatakse lahustiks. Tahked lahused võivad olla kaks liike: sissetoomise tahke lahus ja tahke asenduslahus. Lahustatud aine aatomite sisseviimise tahkes lahus lahusti aatomite vahel (joonis 16, a). Tahke asenduslahus asendab lahustunud aine aatomid osaliselt lahusti aatomite osaliselt kristallvõre (joonis 16,6).

Joonis fig. 16. Kõva lahendus Grille:
A - Sissejuhatus; B - asendamine

5. ALLAMETE riigi skeem (plii - antimon) ja selle ehitus

Sulamite uurimiseks kasutavad nad tavaliselt sulamite olukorra skeemi. Sulamite olekudiagrammid asendatakse arvukate tähelepanekute tulemusel saadud sulami kirjete ja jahutuskõveraga. See diagramm võimaldab näha kõiki muutusi struktuuris sulami ja selle omaduste sõltuvalt muutusest kontsentratsiooni ja temperatuuri. Diagrammi mis tahes punkt annab omaduse teatava kontsentratsiooni ja struktuuri eraldamisele. Sulamite seisundi skeemil on võimalik määrata sulamistemperatuuri ja selle sulami tahkestamise temperatuuri mis tahes kontsentratsioonis. Nende faktide tundmine aitab kaasa mitmesuguste sulamite termilise ja keemilise termilise töötlemise õigele valikule.

Selleks, et mõista, kuidas sulamite olekudiagramm on ehitatud, kaaluge sellise diagrammi ehitamist plii ja antimonisulamite jaoks. Võtke puhta metalli plii ja antimoni ning mitmed nende sulamid antimoniisiisi 5%, 10%, 13%, 20%, 40% ja 80%.

Joonis fig. 17. Kõverad jahutusjuhtimine, antimon ja mitmesugused plii sulamid antimoni

Määrata metalli kriitiliste punktide ja nende sulamite kriitiliste punktide, iga metalli ja sulami kriitiliste punktide lõpuni kuni täieliku sulamise ja termopaari ja püromeeter, järgida hoolikalt jahutamise protsessi ja ehitada jahutuskõverad (joonis fig 17). Sulatatud puhta plii jahutuse protsessis esineb järgmised nähtused.

Temperatuuridel, mis on aluseks 327 °, on plii vedelas olekus (joonis fig 17, a); Temperatuuril 327 °, protsessi plii kristalliseerumise täheldatakse viivitusega temperatuuril langeb kuni kristalliseerumise on lõppenud; Pärast kristallisatsiooni lõppu on tahkete temperatuuride täiendav jahutamine ümbritseva keskkonna temperatuurini.

Sarnaseid nähtusi täheldatakse sulava puhtuse antimoni jahutamise protsessis (joonis 17, B), ainus erinevus, et antimoni kristalliseerumine algab temperatuuril 630 °.

Sulam koosneb 95% plii ja 5% antimonist (joonis fig 17, c) on kahe kriitilise punkti jahutuskõvera, seega tahkestub temperatuurivahemikus 296-246 °. Temperatuuril 296 ° alates vedela sulamist, esimesed kristallid puhta plii hakkavad silma paista. Kõveral selles küsimuses on kerjus. Kuna temperatuur väheneb veelgi, suureneb plii kristallide arv üha enam ja ülejäänud osa vedela sulamist rikastatakse antimoniga. Selline nähtus jätkub seni, kuni vedela sulami kontsentratsioon jõuab 13% antimoni ja 87% plii; Sellise kontsentratsiooniga, kogu sulami järelejäänud vedelik kõveneb temperatuuril 246 °. Sulam koosneb 30% plii ja 10% antimonist (joonis 17, d), kõveneb ka temperatuurivahemikus 260-246 °. Temperatuuril 260 °, vedela sulamist plii kristallide valik. Kui vedela sulami kontsentratsioon saavutatakse, kuni 13% antimonist ja 87% sulami plii tahkestamisest temperatuuril 246 ° (joonis 17, E). Järelikult on ülaltoodud sulamite jahutamise ajal enne 246 ° kriitilise temperatuuri saavutatud, vabastatakse kõik ekstra, ülemäärase üle 87% plii vedela sulamist kristallidena. 87% plii ja 13% antimoni kompositsiooni saavutamisel muutub sulamiks tahkes olekus temperatuuril 246 ° C. Sellise kontsentratsiooni kõvastunud sulami struktuur koosneb plii ja antimoni nõuetekohaselt vahelduvate osakestest. Sellist mehaanilist segu nimetatakse eutecticiks. Kõik anti-sulamid Antimonis, mis sisaldavad antimoni vähem kui 13%, on alati liigne plii ja jahutades kipuvad esile selle liigse liigse plii kristallide kujul nii, et temperatuuril 246 ° moodustaks eutektika. Siis ilmselt tahkes olekus, sellistel sulamitel on plii struktuur + eutectic. Sulam koosneb 87% plii ja 13% antimonil on jahutuskõver (joonis 17, E) ühe kriitilise punktiga. See sulam on vedelas olekus temperatuuril 246 ° temperatuuril. Temperatuuril 246 °, sulam läheb täielikult tahkes olekusse.

See tahke sulami struktuur on puhas eutectic. Sulam koosneb 80% plii ja 20% antimonist (joonis 17, E) temperatuuridel üle 280 ° on vedelas olekus. Kui sulam jahutatakse temperatuurini 280 °, hakkavad tahked antimonkristallid ja see protsess jätkub seni, kuni ülejäänud vedela sulam aktsepteerib eutectic kompositsiooni. Temperatuuril 246 °, kogu sulam tahkestub. Karastatud sulami struktuur koosneb antimonist kristallidest ja eutecticist. Sulam koosneb 60 O / 0 plii ja 40 O / 0 antimoni (joonis fig 17, g), kõrgemal temperatuurist 395 ° on vedelas olekus. Temperatuuril 395 °, kristalliseerimisprotsess algab vabanemisega liigse antimonkristallide vedela lahusega. Etectic kompositsiooni saavutamisel (87 ° / 0 plii ja 13% antimon) temperatuuril 246 °, kogu sulam muutub tahkes olekusse, moodustades struktuuri, mis koosneb antimonist kristallidest ja eutektilisest.

Sulam koosneb 20% plii ja 80% antimonist (joonis fig 17, h) on vedelas olekus üle 570 ° temperatuuri kohal. Temperatuuril 570 ° temperatuuril algab vedeliku sulamist liigse antimoni kristallide vabanemine. Etectic kompositsiooni saavutamisel temperatuuril 246 °, muutub kogu sulamiks tahkes olekusse. Sulami struktuur koosneb antimonist ja eutektilistest kristallidest. Ülaltoodud tähelepanekud näitavad, et kõik anti-sulamid antimooniaga, kus plii sisu on alla 87 ° / 0, sisaldama antimoni liia ja jahutamise ajal püüab see tõstatada selle liigse kristallimisprotsessi vormis tahkete antimoni kristallidena See temperatuuril 246 ° moodustada eutectics temperatuuril 246 °. Mida rohkem antimoni sulamist, seda kõrgemaid temperatuure hakkab välja paistavad sellest jahutamise ajal liigse (vastu 13<>/ 0) Antimon. Plii sulamid antimonide juuresolekul üleliigse antimoni kujul moodustavad struktuuri, mis koosneb antimonist kristallide ja eutectic tahkes olekus.

Joonis fig. 18. Survemissüsteemi süsteemi sulamite staatuse skeem

Kõverad jahutusliidete sulamid ja antimoni erinevate komponentide protsentides võib kombineerida ühte diagrammile plii sulamite oleku diagrammile antimoniga. Selleks horisontaalse teljel (joonis 18) lükkame juhtpositsiooni ja antimoni katsetatud sulamites edasi lükata. Pärast 100% antimoni vastavaid punkte ja 100% juhtpositsiooni tegeleme vertikaalseid sirgeid jooni, millele me temperatuuri edasi lükatame 0 kuni 700 °. Pärast katsetatud sulamite kompositsioonide vastavaid punkte täidame vertikaalsed jooned punktiirjooned. Pärast seda ületame kriitilisi punkte diagrammi vertikaalsetele joontele jahutamise kõveratest. Kriitiline punkt puhta plii (327 °) tähistatakse kirja A ja kriitilise puhta antimoni (630 °) kriitiline punkt tähega C. Nagu eelmistest tähelepanekutest tuntud, on iga sulamil kaks kriitilist punkti, välja arvatud EUTECTICi sulam. Etectici sulami kriitilist temperatuuri tähistatakse tähega V. Ühendage punkte a ja sile kõverad punktiga nii, et kõverad läbivad kõik ülemine kriitilised punktid. Läbi kõikide madalamate kriitiliste punktide, veetme sirge joone, mis liigub läbi punkti B, ja tähistavad oma vasakpoolse otsa punkti D ja paremale lõpus kirjas E. Ülemine kriitilised punktid on punktid Sulamite tahkestamise algus ja madalamad kriitilised punktid - sulamite tahkestamise lõpp. Diagrammi ABC rida nimetatakse likvideerse liiniks (ladina keele vedelikust). Üle read ABC kõik juht- ja antimonisulamid on vedelas olekus. DBE liin nimetatakse solidareliini (ladina sõna "kõva"). Allpool DBE liinide kõik plii sulamid on tahkes olekus ja all DB liin, need koosnevad plii kristallidest ja eutectic ning nimetatakse deetektorite, allpool punkti b - puhtast eutectic (nn eutectuic) ja allpool olevat joont - antimonist kristallidest ja eutectic (zaleetectiline).

6. Raua süsiniku sulamite konstruktsioonikomponendid

Raua süsiniku sulamite struktuurseid komponente on erinevad. Neil on järgmised nimed: Ferriit, tsementiit, austeniit.

Ferriidi nimetatakse keemiliselt puhtaks rauaks, samuti tahke süsinikulahuse näärmes. Süsiniku lahustuvus nääre on äärmiselt väike ja tavaliselt 0,006-0,04%. Ferriit on stabiilne temperatuurini 910 °. Sellel on kerge kõvadus ja madal tugevus. Ferriti kõvadus sõltub teravilja suurusest; Ferrite kõrge plastilisus.

Tsementiit on raua keemiline ühend süsinikuga. Tsementiit sisaldab 6,67% süsinikku (massist) ja on väga tahke ja habras kristalne aine, mis kuumutamisel kõrgetel temperatuuridel laguneb ferriidi ja vaba süsiniku lagunemine (süsiniku anneal). Valge malmist sisaldub suur hulk tsementiit. Termementil on oluline mõju terase mehaanilistele omadustele.

Mehaaniline segu ferriidi ja tsementorite moodustab struktuuri teras, mida nimetatakse perlite. Perlite on kaks liike: lamellika või strainy ja terad. Plaat Perlite on välimus vahelduva "väga väikeste plaatide ferriit ja tsementiit. Kuumutades teatud temperatuuride, on võimalik muuta struktuuri plaatide perlite ja saada nii nasutamatu tera perlite, kus tsementiit on kujul ümmarguse teraviljade seas asuva ferriidi.

Grainy Perlite'il on paremad mehaanilised omadused kui plaat. Perlite oma mehaaniliste omaduste hõivab vahepealne asend ferriidi ja tsementorite vahel. Süsiniku sisaldusega teras on 0,83% -l puhas pearlite struktuur.

Austeniit on tahke süsiniku sissejuhatuslahust näärmes. Süsiniku lahustuvus U-nnus võib ulatuda 1,7% ni. Tavalises süsinikusisaldusega teras on austeniit resistentne temperatuurini 723 °. All 723 ° laguneb ferriidi ja tsementi suhtes. Temperatuuril 723 °, Austeniiti võib säilitada ainult kõrge legeeritud mangaanis, kromonišel või nikkel teras.

Austeniidi ja tsemendiprotsendi eutektiiline segu moodustab terase struktuuri, mida nimetatakse larbueriteks. Iceburient moodustatakse siis, kui raua-süsiniku sulam on tahkestatud süsiniku sisaldusega 4,3% temperatuuril 1130 °. Iceburient jääb stabiilseks temperatuurini 723 °. Selle temperatuuri all muudab jää-tihedus selle struktuuri, kuna Austeniidi osa oma kompositsioonis laguneb perlite, mille tulemusena jäävad ICURURISTERS temperatuuril alla 723 ° koosneb perlite ja tsementiit.

7. raua süsiniku sulamite oleku diagramm

Terase ja malm on keerulised sulamid, mis sisaldavad, välja arvatud raud ja süsinik, muud elemendid - räni, mangaan, fosfor ja väävli, samuti värviliste metallide (sulatatud terasest ja malmist). Peaasi osaRaud-süsiniku sulami olemuse ja omaduste määramine on süsinik. Terase ja malmi struktuuri ja omadusi muudetakse ainult seisundi all, et neid kuumutatakse kriitilistel temperatuuridel sõltuvalt nende sulamite süsiniku sisaldusest. Erineva süsiniku sisaldusega raua-süsiniku sulamite kriitilisi temperatuure saab rakendada spetsiaalse diagrammile, mida nimetatakse raua süsteemi sulamite seisundi skeemiks - süsinikust.

Selline skeem (joonis fig 19) võimaldab iga sulami ja malmi sulamist sulami temperatuuri, kõik sulami testitud transformatsioonid jahutamise ja kuumutamise ajal ning sulami struktuuri mis tahes temperatuuril. Horisontaalse telje diagrammi süsiniku sisaldus lükatakse edasi protsenti ja temperatuur vertikaalteljel on temperatuur. Iga diagrammi punkt on teatud temperatuuril teatud sulam. ACD-liinide kohal on kõik sulamid vedelas olekus. ACD liin on liin Liquid.

Pure raud sulab ja kõveneb ühes punktis temperatuuril 1535 °. Kõik teised rauasulamid koos süsiniku sulatatud ja kõvemate mõnede temperatuuride vahe järk-järgult muutumas. Sulamid, mis sisaldavad 0-4,39% süsinikust, hakkavad AU rida kõvenema, rõhutades tahkete austeniidi kristalle. Sulamid, mis sisaldavad rohkem kui 4,3% süsinikku, hakkavad CD-liini kaudu kõvenema, rõhutades FE3C tsementi tahkeid kristalle. Sulami sisaldav sulam 4,3% süsiniku tahkestub täielikult punktis c, rõhutades austeniidi ja tsementi kristalle samal ajal, mille tulemusena moodustub eutectic, mida nimetatakse larbuerituks. AECF-liinil on solidareliine. Selle joone all on kõik sulamid tahkes olekus. AU-, CE, EA liinide piirkonna pindala on sulamid, mis koosnevad tahketest austeniidi ja vedelate sulammakristallidega; Diagrammi ala, mis piirdub DC-liinidega. CF, FD, hõlmab sulameid, mis koosnevad tahkete tsementrite kristallidest ja vedela sulamist.

Joonis fig. 19. raua süsteemi diagramm - süsinik

Ae, ES-i liinide lõikes piiravad sulamid on ASENITE LIMESTED. ES-line hakkab Austeniidi tsemendi välja paistma. Allpool on PSK liin, ülejäänud austeniidi laguneb 5-le ferriidi ja tsementorule, moodustades mehaanilise segu, mida nimetatakse perliiti ja punktis 5, sulam sisaldab süsiniku 0,83 ° / o. Sellist sulamist nimetatakse eutectoidiks. GPQ joon näitab a-raua süsiniku küllastumise piiri.

8. Terase struktuuri muutmine

Kui kuumutatakse kriitilise ACI-punkti kohal (joonis fig, 20) (temperatuur, mille juures perlite muutub austniteks) terase struktuuris, nagu on teada, hakkavad transformatsioonid tekkima. Pärast ümberkujundamise lõppu toob kaasa täiendava kuumutamise või väljavõtte suurenemise austeniitse teravilja suurenemisele. Teraviljakasv toimub spontaanselt, selle protsessi kiirusega suureneb suureneva temperatuuriga.

Austeniidi teravilja kasv voolab erinevalt ja sõltub kalduvusest majanduskasvule. Sõltuvalt sellest, pärilik terava ja hedetiivselt peeneteralised on eristatavad. Herkedisuse all mõistetakse teravilja kalduvus majanduskasvule. Heliaatiliselt jämerate terasest on suurenenud ettepanek austeniidi teravilja majanduskasvule ja atraktiivselt peeneteraliste väikeste pakkumiste kasvu.

Muutus tera suurus, kui määratud teras kuumutatakse, see on näha jooniselt fig. 20. Kui kuumutamisel on muutunud asx kriitilisest punktist, väheneb terase tera suurus järsult. Täiendava kütmise korral ei kasvata austeniitterain pärinevalt peeneteraliste teraste puhul umbes 950--1000 ° temperatuurini, mille järel algab tera kiire kasv.

Hertediitri jämeratel hakkab teravilja üles kasvama kohe pärast üleminekut nii AS-i kriitilise punkti kaudu Austeniidi tera suurus on suur tähtsus Lõplike tulemuste saamiseks terase termilise töötlemise ajal. Perlite IB Austeniidi ümberkujundamine on kaasas teravilja lihvimine. Teraviljaproovitud teravilja on väga hea. Austeniitse teravilja muundamise vastupidisena pärlmuungute muutustega ei esine peaaegu (joonis fig 21). Järelikult sõltub pärliteravilja suurus peamiselt austehhenigose tera suurusest. Ja kuna austeniitterain kasvab ainult kuumutamisel, siis kuumutate terasest teatud temperatuuridele, on võimalik saada terase lõpliku teravilja suurust. Kehtiva terase tera suurus, st soojuse töötlemise tulemusest saadud terad mõjutavad terase mehaanilisi omadusi suurt mõju.

Joonis fig. 20. Teraviljakasvu skeem pärilik-trahviettevõttes ja pärilik-kõverateras

Jäme teras on hästi kaltsineeritud ja töödeldud lõikamisvahend, kuid samal ajal on see rohkem kalduvus deformatsioonide kõvenemise, selle pragude korral. Väike põllumajanduslik teras on suurema löögi viskoossuse võrreldes jäme terasest terasest, kuid vähem kaltsineeritud. Valmistamiseks toodete eest, mis nõuavad viskoosset südamikku tahke pinnaga, kasutatakse peentootmist terasest.

Kuumutatud terase aeglase jahutamisega AUSTE-NITENITE olek Auste-NIT-ile muutub perliidseks, ferriitiks ja tsementiiksiks. Kõrge jahutusmääradega - 40 kuni 200 ° sekundis ja rohkem - austeniidi lagunemise tulemusena saadakse teraskonstruktsioonid: sorbitool, trocostiit ja martensiit.

Sorbitool on kahte tüüpi: sorbitool ja sorbitooli sorbitooli. Sorbitool Quilt koosneb vahelduv ferrite- ja tsemendiplaatidest, kuid tsementeeritud plaadid selles oluliselt õhemad kui perlite. Sorbitate raskem perliit, kuid on väiksem viskoossus. Sorbitool lehed saadud tulemusena kokkuvarisemise martensiidi terasest, kui see vabastatakse temperatuurivahemikus 500-600 °. Sorbitoolis on tsemendiosakesi sfääriline kuju. Troostite, samuti sorbitool, kaks liiki erinevad: Trobs kustutamiseks ja puhkusereisil. Troostetiit kujutab endast mehaanilist segu ferriitplaatide ja tsementrite mehaanilist segu, kuid õhukesemalt kui sortomees. Troostite on suurema kõvaduse võrreldes sorbitooliga, kuid vähem viskoossusega. Puhkus Traaty on martensiidi lagunemise toode, kui see on vabastatud temperatuurivahemikus 350-450 °.
Martensite on tahke süsiniku kasutuselevõtu lahendus. Martensite kristallid on nõela kuju. Sellel on kõrge kõvadus ja hästi talub kulumist; Plastilisus ja viskoossus on madal.

Joonis fig. 21. Teravilja suuruse muutmine ümberkristallimisprotsessis

Et Manager: - Automaterjalid ja rehvid

Sisukord Järgmine lehekülg \u003e\u003e

§ 2. Metallide ja sulamite ja meetodite struktuur ja õppimismeetodid

Metallide kristallstruktuur. Metallide ja sulamite sisemise struktuuri ja omaduste uuring tegeleb metolotooni nimega teadusega.

Kõik metallid ja sulamid on konstrueeritud aatomitest, kus välised elektronid on tuumas halvasti ühendatud. Elektronid on laetud negatiivselt ja kui loote väikese võimaliku erinevuse, suunavad elektronid positiivset masti, moodustades elektrienergia. See selgitab metalliliste ainete elektrijuhtivust.

Kõik metallid ja sulamid tahkises olekus on kristalne struktuur. Erinevalt mitte-kristallilistest (amorfsetest) kehastest asuvad metalliaatomid (ioonid) rangelt geomeetrilises järjekorras, moodustades ruumilise kristallvõre. Vastastikune kokkulepe Kosmose ja nende vahemaade vahelised aatomid on seatud röntgentuurilise struktuurilise analüüsiga. Vahekaugus sõlmede vahel kristallvõrku nimetatakse võre parameetriks ja mõõdetakse Angstrows Å (10 -8 cm). Erinevate metallide võreparameetrid ulatuvad 2,8-6 å (joonis 23).

Joonis fig. 23. Elementary kristallilised rakud:

a - kuupmeetri mahukeskus; b - kuupmeetri karjatatud; -helt

Aatomite asukoha visuaalse kujutise jaoks kristallide korral kasutatakse ruumiahelaid elementaarne kristalserakkude kujul. Kõige tavalisemad kristallilised võreliigid on kuupmeetri mahukeskuse, kuupmeetri karjant ja kuusnurkne.

Üheksa aatomit asub kuupmeetri volumetsentreeritud võredes. Selline võre on kroom, volfram, molübdeen, vanadium ja rauda temperatuuril kuni 910 ° C.

Kuubija Grazenarized Gridis on 14 aatomit. Selline võre: vask, plii, alumiinium, kuld, nikkel ja raud temperatuuril 910-1400 ° C.

17 aatomit asub kuusnurkne tihe pakitud võre. Selline võre on: magneesium, tsink, kaadmium ja muud metallid.

Aatomite vastastikune paigutus kosmoses, aatomite arv võre ja raudteejaamade ruumides iseloomustavad metalli omadused (elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, föderatsioon, plastilisus jne).

Vahemaa aatomite vahel kristallvõrgus võib erinevates suundades erineda. Seetõttu ei ole kristallide omadused erinevates suundades samad. Seda nähtust nimetatakse anisotropiks. Kõik metallid on kristalsed kehad, nii et nad on anisotroopsed kehad. Asutused, kus kõikides suundades omadused on samad, nimetatakse isotroopseteks.

Metallist metalli, mis koosneb paljudest kristallidest, on keskmised omadused, sama kõigis suundades, mistõttu nimetatakse seda kvaasiisotroopset (kujuteldava isotroopia).

Anisotroopia on väga praktiline tähtsus. Näiteks sepistades, stantsimine, detailse veeremite valtsitud kristallide orientatsiooniga, mille tulemusena saavutatakse erinevad mehaanilised omadused ja osad. Külmveeremi kasutamine suure magnet- ja elektriliste omadustega saavutatakse konkreetse osa suunas.