Šerala, tako kot vsa telesa okoli nas, je sestavljena iz ločenega nevidnega celo v najmočnejši mikroskop delcev, imenovanih atomi. Toda atomi pa so zgrajeni iz še več majhni delci: protoni, elektroni in nevtroni. Protonu in elektroni imajo električne stroške: Proton je pozitiven naboj, elektron pa je negativen, nevtron nima električne naboj.

Če sta dva protona "blizu, sta odpuščena drug od drugega, kot so obtožene enake električne energije. Dva elektrona se obnašata. Nasprotno, Proton in Electron privabljata drug drugemu, in moč protonske in elektronske vzajemne privlačnosti je enaka, t.e. Proton ima osnovno električni nabojenaka naboj elektrona.

Atom v normalnem stanju, t.j., ko vsebuje enako število protonov in elektronov, nima električnega naboja. Vendar pa obstajajo takšne države atoma, ko pridobi ali izgubi elektrone. Potem postane atom električno napolnjen. V presežku elektronov je atom napolnjen z negativno elektriko, s pomanjkanjem elektronov pa je zaračunana pozitivna električna energija. To so atomi, v katerih se presežek ali pomanjkljivost elektronov imenujejo ioni.

Kako se nahajajo osnovni delci V atom?

Trenutno je atom konstruiran na naslednji način. Protoni in nevtroni predstavljata jedro, ki se nahaja v središču atoma. Elektroni se zdravijo po jedru, ki tvorijo elektronsko lupino atoma. V vsakem atomu je število elektronov enako številu protonov.

Elektroni v elektronski lupini so naseli plasti. V vsaki plasti se lahko postavi le v določenem številu elektronov. Prva plast, ki obdaja jedro, lahko neposredno sprejme samo dva elektrona, drugi sloj - 8, tretji - od 8 do 18 elektronov. Vsaka nova plast elektronov v prehodu iz enega atoma v drugega se običajno oblikuje po polnjenju notranjega sloja v bližini jedra.

Na primer, jedro natrijevega atoma, kot je določeno, ima 11 protonov, in njegovi 11 elektroni se razdelijo v treh lupinah: v prvem 2, v drugem - 8 in v tretjem -

1 Electron. Jedro atoma rubidida vsebuje 37 protonov in obdano s 37 elektroni, ki se nahajajo v petih lupinah: v prvem 2, v drugem - 8, v tretjem - 18, v četrtem - 8, v peti - 1 Elektron. Še bolj zapletena struktura ima atom urana. Njegova jedra vsebuje 92 protona, v elektronski lupini pa 92 elektronov.

Proton in nevtron sta skoraj enaka teži, elektron pa je skoraj 1840-krat lažji proton. Torej, večina atoma je vsebovana v njenem jedru. Večje je število nevtronov in protonov v jedru, večja teža ima atom.

Atomova teža, na primer, v gramih, da bi izrazila zelo neprijetno: potrebna bi bila, da napišemo desetine nizov po vejici. Zato smo uvedli koncept relativne teže atomov, na atomsko težo. Sprva je bila atomska teža vodika sprejeta na enoto; Primerjala je atomske uteži vseh drugih elementov.

Vitki sistem kemični elementi Ustvaril je velik ruski kemik D. I. Mendeleev leta 1869, na podlagi njegovega odprtega rednega zakona.

Bistvo MendelEVSKY zakon je, da so vsi kemični elementi, ki se nahajajo eno za drugo, da bi povečali atomske uteži, tvorijo serijo, v kateri se kemijske lastnosti elementov skozi določeno število elementov redno ponavljajo.

D. I. MendelEV postavi kemijske elemente v svojo tabelo, tako da imajo elementi v istih vertikalnih stolpcih podobne kemijske lastnosti. Poznavanje kraja elementa v tabeli lahko definirate najbolj kemijske lastnosti Element in njene povezave. Vsak kemijski element v tabeli MendelEV ima zaporedno številko. Zdaj se imenuje številka MendelEV. Ta številka označuje število protonov v jedru. V istih vertikalnih stolpcih tabele padcem atomov z enakim številom elektronov v zunanji lupini.

Odvisno od števila elektronov v zunanji lupini, kemični in fizične lastnosti element.

Atomi istega elementa, ki se razlikujejo drug od drugega, se imenujemo samo število nevtronov v jedru Izotope. "Izotop" - grška beseda. Označuje "zasedeno isto mesto." Izotopi vsakega elementa se nahajajo v isti celici mize MendelEV, saj je naboj jedra (število runs) v izotopi istega elementa enaka. Kovine, v nasprotju s tekočimi in plinastimi telesi, pri normalnih pogojih so kristalinična telesa. Crystal je pravilna številka, ki jo omejujejo ravne površine.

Notranja struktura kristalov trenutno preučuje precej dobro z rentgenskimi žarki. Razsvetljava kristalov z njimi prejmejo radiografijo, to je slika na fotografski plošči, ki določa lokacijo atomov v kristalni rešetki in razdaljo med njimi. Radiografi so pokazali, da se kovinski ioni "prilegajo" v kristalu, ki je približno tako, kot se nahaja v trdnih kroglicah predala.

Atomi različnih kovin tvorijo neenake kristalne mreže. Najpogosteje obstajajo tri vrste odločitev.

Prva vrsta je kubična volumetrična mreža (sl. 1). Kovinski atomi v taki rešetki se nahajajo v vozliščih in središču Kube. Vsak atom je obdan

Osem atomov. Takšna mreža ima kovine Vanadium, volfram, molibdenovo, litij, krom in druge.

Druga vrsta rešetke je kubični padec - ya (sl. 2). Kovinski atomi v njem se nahajajo vzdolž višin Cuba obrazov. Takšna posebnost, na primer, aluminij, svinca, zlato, srebro, niklja, torij.

Tretja vrsta je šesterokotna (šesterokotna) tesno pakirana mreža (slika 3). Ustreza cinka, magnezij, kadmija, berilij.

Na sl. 1-3 atoma so pogojno upodobljene v obliki kroglic. Odvisno od vrste rešetke, atomi zasedajo bolj ali manj prostora. Na primer, v kubični volumski center rešetke, atomi zavzemajo 68% prostora, in na kubični pašnicah-74%.

Lokacija atomov v kristalni mreži ima velik vpliv na lastnosti kovine.

V nekaterih kovinah se lahko kristalna mreža obnovite iz ene vrste na drugo. Na primer, čisti železo pri temperaturah pod 910 ° je kubično
Volumetrična mreža in nad 910 ° lattice postane karenalna. Takšne kovine, kot so kositer, urani, titanium, talij, cirkonij, lantanij, cerij, imajo takšno lastnost, da spremenijo kristalno mrežo.

Lastnost snovi, da oblikujejo letve različnih obrazcev, se imenuje alotropija; Prevedeno iz grščine

Jezik Ta beseda pomeni "drugo vrstico", "druga lastnina". Dobro znana alotropija v kristaliničnem ogljiku. Morda je v obliki grafita in v obliki diamanta. Grafit in diamant sta zgrajena iz ogljikovih atomov; Njihova razlika je le v strukturi kristalne mreže. In kakšna velika razlika v lastnostih! Grafit - mehka,

Neprozorni mineral črnega drevesa, diamant, nasprotno, je prozorna, nesmerless in težko.

Atomi v kristalni mreži kovin se nahajajo čim bližje drug drugemu, ki jih njihovi zunanji elektroni lahko premikajo ne le okoli enega atoma, in okoli številnih atomov. Posledično se zunanji elektroni, razporejeni v kovini, enakomerno premaknejo v celotnem kosu kovine, ki tvorijo nekakšen elektronski plin.

Tako je katera koli kovina mreža pravilno nameščenih pozitivnih ionov, napolnjenih z elektroniko. Visoka moč kovin in je pojasnjena s prisotnostjo elektronskega plina, ki obdajajo vse ione, ki obračajo kovinski kristal, kot če v eno.

Ioni, ki so na določenih mestih (vozlišča) kristalne mreže, lahko pa je gibanje nihanje. V ogrevani kovini se nihanja ionov upočasni, v ogrevanih-ioni doživljajo močno nihanje. Višja je temperatura, močnejša, ki jih ioni nihajo. Nazadnje, trenutek se pojavi, ko interakcijske sile ne morejo več imeti ionov v vozliščih kristalne mreže in je uničeno; Kovina iz trdnega stanja gre v tekočino. To je tališče.

Če se dve staljeni kovini temeljito premešamo, potem po strjevanju izkaže zlitino teh kovin. Zlitine se pridobljene in pri tem, ko se ne-metalola ne-metalola, na primer železo z ogljikom, aluminij s silicijam, itd. Lastnosti pridobljene zlitine so odvisne od tega, kateri elementi so vključeni v zlitino, ampak tudi iz notranje strukture , ali, kot pravijo, strukture zlitine. Zlitina je tudi kristalno telo.

Struktura zlitin je lahko drugačna. Kompozitni deli zlitine lahko tvorijo mehansko zmes ali trdno raztopino ali kemično spojino. Vendar pa so na voljo tudi zlitine, v katerih so na voljo mehanske zmesi in trdne raztopine in kemične spojine.

Mehanska zmes dobimo v primeru, ko komponente ne komunicirajo kemično, in so v zlitini v obliki neodvisnih majhnih kristalov

Obrazi. Opazili jih je mogoče pri obravnavi polirane površine v mikroskopu. Mehanske zmesi so oblikovane, na primer, ko fiksirajo svinčnik z antimonom, bizmut z kadmijem itd.

Vsakdo pozna rešitev sladkorja ali tabele soli v jodu. Raztapljanje sladkorja ali tabele soli v vodi, lahko dobimo homogeno snov - tekoča raztopina. V kozarcu vode lahko raztopite drugačno količino sladkorja

Izkazalo se je, da so podobni homogeni sistemi variabilnega sestavka oblikovani v trdnih telesih. Imenujejo trdne rešitve. V njih so atomi raztopljene snovi in \u200b\u200btopila "razpršeni" zmešani. V kristalni rešetki snovi, ki je topilo, se nekateri njegovi atomi nadomestijo z atomi raztopljene snovi (sl. 4). Takšne rešitve se imenujejo trdne rešitve substitucije. Oblikujejo se pri fiksiranju, na primer kovinske bakrene in niklje, železo in krom, zlato in baker, srebro in zlato, baker in platino, itd

Zamenjava enih atomov s strani drugih v kristalni mreži se pojavi v primeru, da so atomi kovine blizu svojih dimenzij atomov raztopin * Rietel. Če razlika v velikosti atomov presega 15%, ni mogoče oblikovati trdne raztopine.

Z zelo veliko razliko v velikostih atomov se oblikujejo trdne rešitve implantata. Najpogosteje se pridobljeni, ko se kovini raztopi, nekovinske elemente, katerih atomi so bistveno manj kot kovinski atomi. Najpogostejša zlitina, ki jo je zgradila vrsta trdnih raztopin v uvodu, je zlitina železa z ogljikom; Ta zlitina se imenuje jeklo. Pri oblikovanju raztopine trdne implantacije se nahajajo atomi uvedenega elementa
V intervalih kristalne mreže med topilnimi atomi. Kristalna trdna snov trdne implantacije raztopine je prikazana na sl. pet.

In koliko lahko raztopite eno kovino v drugem? Neomejeno topnost je neločljivo daleč od vseh kovin. V bakru, na primer, lahko razpusti, koliko niklja namesto niklja, količino bakra se lahko raztopi v niklja. Topilo se šteje za kovino, ki je več v zlitini po teži.

Mnoge kovine imajo omejeno topnost. Na primer, v aluminiju se lahko raztegnete ne več kot 5,5% bakra po teži. Z več bakra se nahaja v zlitini v obliki posameznih neobarnih delcev. Višja je temperatura trdne raztopine, več bakra se lahko raztopi v aluminij (vendar ne več kot 5,5%). Pri hlajenju te zlitine je baker označen v obliki najmanjših, zelo trdnih in krhkih delcev.

Kakšna je narava teh delcev? Izkazalo se je, da ni čisti baker, ampak njegov X in M \u200b\u200bin H E sta povezava z aluminijem. Presežek bakra v zlitine sodeluje z aluminijem kemično. Kristalinika katere koli kemične spojine v zlitini ima popolnoma definiran sestavek. Na primer, pri tvorbi kemičnih spojin: železo z ogljikom, imenovanim železovi karbid, tri atomi za žleze so kemično povezani z enim atomom ogljika; Aluminij z atomi iz bakra-dva je priključen na en baker atom. Če želite oblikovati volframove ali vanadijevih karbidov, je potrebno, da je razmerje med atomi teh kovin in ogljikovih atomov 1: 1, in v kromovi karbidu 23 kromovega atoma interakcije s šestimi atomi ogljika.

Kristalne rešetke kemičnih spojin so zelo zapletene. Z močnim ogrevanjem zlitine se lahko kristali kemičnih spojin raztopijo

Domača raztopina zlitine, in ko se ponovno pojavi zmanjšanje temperature ogrevanja.

Zlitine, ki se uporabljajo v tehniki, imajo kompleksno kemično sestavo. Visoko trdnost jekla, na primer, so v njihovi sestavi do ducat različnih kemičnih elementov. Bolj zapletena sestava in struktura zlitine, bolj raznolike lastnosti.

Redke kovine, ki so bile vnesene v jekla in zlitine, izboljšajo svojo kakovost, radikalno spremenijo začetne lastnosti zlitin, saj pogosto tvorijo kristale kemičnih spojin, ojačitve trdne raztopine.

Metalurgists uporabljajo redke kovine, tako da so jekla in zlitine bolj trpežne, trdnejše, imajo potrebno plastičnost, elastičnost, toplotno ravnanje, kemično odpornost, itd, katere lastnosti in kako se spreminjajo pri dodajanju redkih kovin, bodo spodnji .

Notranja struktura kovinpoklicana se struktura in medsebojna ureditev njihovih atomov, pa tudi večja struktura, ki je vidna v mikroskopu ali golim očesu.

Kovine za notranjo strukturo so kombinacija nevtralnih atomov, pozitivno ali negativno napolnjenih ionov in prostih elektronov, ki tvorijo tako imenovani "elektronski plin". Prisotnost "elektronskega plina" določa visoko elektro-in toplotno prevodnost kovin, in odnos prostih elektronov med seboj in z ioni ustvarja trdno povezavo, imenovano kovino. Specifičnost kovinske komunikacije naredi kovine plastike (duktile).

Poleg narave atomov na lastnosti kovin, na naravo povezave med atomi vpliva, razdaljo med njimi in vrstni red njihove lokacije.

Vse kovine v trdnem stanju imajo kristalno strukturo, tj. Njihovi atomi (ioni) se nahajajo v strogem, občasnem ponavljanju, ki tvorijo atomsko kristalno mrežo v prostoru (v nasprotju z amorfnimi trdnimi telesi, katerih atomi se nahajajo v vesolju kaotično).

Vrstni red ureditve atomov v različnih kovinah neenakega. Običajno se določi s preprostimi značilnostmi večine kovin (sl. 6) ali kompleksne kristalne lazine. Linije na sl. 6 pogojnih atomov dejansko nihajo blizu ravnotežnih položajev, tj. V vozliščih kristalne mreže. Razdalja med atomi v kristalni mreži se meri v Angstromi (1 Å \u003d 10 -9 nm). V večini kovin je razdalja med atomi v območju 0,28-0,8 nm.

Slika 6. Vrstni red lokacije atomov v preprostih rešetkahzvezek - Voltajaz Cubic Cubic (9 atomov), B - Granetativered kubični (14 atomov), v - šesterokotna gosta-paketna (17 atomov)

Najmanjši volumen kristala, ki daje idejo o atomski strukturi kovine v celotnem obsegu, se imenuje osnovna kristalna celica.

Kovine, dobljene z običajno metodo, so polikristalna telesa, ki sestojijo iz množice osnovnih celic, usmerjenih v medsebojno na drugačen način. Celice imajo nepravilno obliko in se imenujejo kristalite ali zrna. Če je kombinacija elementarnih celic pravilna, po lokaciji atomov ponavljajoča se elementarna celica, potem nastalo telo imenuje en kristal.

Kovinske zlitine, kot kovine, imajo kristalno strukturo. V tem primeru, odvisno od interakcije sestavnih delov, so razdeljeni na trdne raztopine, kemične spojine in mehanske zmesi.

Trdne raztopine se oblikujejo, ko so atomi enega elementa, ko so atomi enega elementa, v različnih količinah vključeni v kristalno mrežo drugega elementa, ne da bi ga v veliki meri spreminjajo v njegovo obliko. Element, ki je ohranil obliko njegove mreže, se imenuje topilo, element, katerega atomi, ki so vstopili v to mrežo, se raztopijo. Na umestitev atomov raztopljenega elementa v rešetki topil razlikujejo solid nadomestne rešitve(Atomi raztopljenega elementa se nahajajo v vozliščih rešetka topil) in solid Implant Solutions.(Atomi raztopljenega elementa so med atomi topila in vozlišča njegove mreže).

Če imajo komponente, ki so del trdne nadomestne rešitve tesno strukturo rešetke in atomov, lahko takšni elementi tvorijo neprekinjeno območje trdnih raztopin, t.j. Število substituiranih atomov se lahko razlikuje od 0 do 100%.

Verjetno je, da je topilo element, katere vsebina v zlitini je več kot 50%.

Izvajalne rešitve se oblikujejo z elementi, ki jih je značilna struktura rešetke in velikosti atomske.

Trdne raztopine so homogene (homogene) zlitine, saj je njihova struktura enaka pri sestavnosti in lastnostih zrn. Lastnosti trdnih raztopin se lahko v veliki meri razlikujejo od lastnosti komponent, ki so vključeni v njej. Vse kovine do ene stopnje ali drugo lahko raztopijo eno v drugem, ki tvorijo trdne rešitve.

Kemične spojineoblikovani so pod kemičnim interakcijo atomov sestavin zlitine, ki jih spremlja pomemben toplotni učinek. V tem primeru se lahko kristalno rešetko kemične spojine in vse njegove lastnosti močno razlikujejo od rešetke in lastnosti komponent. V nasprotju s trdnimi raztopinami se kemijske spojine običajno oblikujejo med komponentami, ki imajo veliko razliko v elektronska struktura. Atomi. Tipični primeri Kemične spojine so magnezijeve spojine s kositrom, svincem, antimonom, bizmut, sivim, selenom, telujem, itd. V svoji strukturi so homogene.

Kemijske spojine kovin se imenujejo intermetalic.(intermetalna) in spojine kovin z nekovinami (nitride, hidridi, boride, karbid), ki imajo kovinska priključek, - kovinske povezave.

Mehanske mešaniceoblikovana je, ko, ko se tali, atomi njegovih komponent ne mešajo in kristalizirajo na značilnost vsako rešetko. Struktura takih heterogenih zlitin (nehomogena) in je mešanica kristalov komponent zlitin, ki ohranjajo svojo strukturo.

Sl. 7. Amorfne hladilne krivulje ( zvezek), kristalno telo (b)in kovine (v),kje t T. P - Kristalizacija in temperatura superhlanga, ° C; (T1-t 2) - Čas kristalizacije, str.

Struktura kristalnega telesa določa naslednje posebne lastnosti v primerjavi z amorfnimi:

§ razlike v lastnostih posameznih kristalov v različnih smereh, t.j. anizotropijo ali veterister, lastnosti;

§ prisotnost plovil zdrsa, uporaba zunanjih sil vodi do diapozitiva (premik) ene ravnine glede na drugo;

§ obstoj kritične temperature med strjevanjem ali taljenjem, v katerem prehod iz tekočine (stopljeno) stanje v trdno ali obratno.

Prehod iz kovine iz tekočega stanja v trdno snov se imenuje kristalizacija in iz trdne snovi v tekočem taljenju. Če nastajanje kristalov prihaja iz tekočine med hlajenjem, se ta postopek imenuje primarna kristalizacija, če je nastanek kristalov v trdnem stanju telesa - sekundarna kristalizacija.

Procesi kristalizacije so grafično prikazani z krivuljami, zgrajenimi v koordinatskem temperaturnem času (sl. 7).

Pojav superlooliranja v kristalizacijski kovini je pojasnjen z dejstvom, da je v času strjevanja je močno zmanjšanje mobilnosti atomov, zaradi česar se nenadoma spremeni notranja energija. To spremlja sproščanje toplote, ki segreva tekočo kopel in nekaj časa (T 1.-T 2)svojo temperaturno konstanto drži, dokler se tekočina popolnoma ne krči.

Stopnja hipotermije je večja, večja je stopnja hlajenja.

Ruski znanstvenik-metalurgist D. K. Chernov leta 1878 je pokazal, da je proces kristalizacije sestavljen iz več stopenj. Prva faza je tvorba zarodkov (centrov) kristalizacije. V naslednjih fazah se dendriti (formacije drevesnih vrednosti) oblikujejo iz teh centrov, ki, varovalke, oblika zrna (kristalite). Hkrati pa nimajo ustrezne geometrijske oblike, saj v krajih stika rastočih kristalov, se rast obrazov ustavi.

Velikost kovinskega zrnja je najpomembnejša značilnost, ki določa vse osnovne lastnosti njegovih lastnosti. Finozrnata kovina ima večje značilnosti trdote, moči, šok viskoznosti, vendar je zmanjšala električno prevodnost, slabše magnetne lastnosti.

Velikost zrn je odvisna od števila centristalizacijskih centrov in stopenj kristalne rasti (hitrosti hlajenja). Več kristalizacijskih centrov in manj hitrost njihove rasti, manj zrn bo.

Oblikovanje kristalizacijskih centrov se lahko pojavi spontano ali na obstoječih delcih nečistoč v tekoči kovini, ki se uporablja, ko spreminjanje- Uvod v tekoče nečistoče kovin (modifikatorji).

Ob nastanku centrov kristalizacije, zato količina žita vpliva na stopnjo hipotermije t na n n. Večja je stopnja hipotermije, več kristalizacijskih centrov in manjša žita.

Oznake:

Materiali za gradbeni materiali vključujejo kovine in njihove zlitine, les, plastika, guma, karton, papir, steklo, itd. Največja uporaba pri proizvodnji avtomobilov je bila pridobljena s kovinimi in njihovimi zlitinami.

Kovine se imenujejo snovi z visoko toplotno prevodnostjo in električno prevodnostjo; Pakiranje, briljantnost in druge karakteristične lastnosti.

V tehniki so vse kovine in zlitine prilagojene, da se razdelijo na črno in obarvane. Železne kovine so na osnovi železa in zlitin. Barva - vse druge kovine in zlitine. Da bi pravilno izbrati gradivo za izdelavo delov strojnih delov, ob upoštevanju pogojev njihovega delovanja, mehanskih obremenitev in drugih dejavnikov, ki vplivajo na zmogljivost in zanesljivost strojev, je treba poznati notranjo strukturo, fizikalno-kemikalija, mehanske in tehnološke lastnosti kovin.

Kovine in njihove zlitine v trdnem stanju imajo kristalno strukturo. Njihovi atomi (ioni, molekule) se nahajajo v prostoru v strogo določenem naročilu in tvorijo prostorsko kristalno mrežo.

Najmanjši kompleks atomov, ki s ponovljenim ponovitvijo, reproducira rešetko, se imenuje osnovna kristalna celica.

Oblika elementarne kristalne celice določa niz lastnosti kovin: bleščice, gladkosti, toplotne prevodnosti, električne prevodnosti, obdelave in anizotropije (razlikovanje lastnosti v različnih ravneh kristalne mreže).

Prostorske kristalne mreže se oblikujejo, ko kovinski prehodi iz tekočega stanja v trdno. Ta proces se imenuje kristalizacija. Procesi kristalizacije so prvič preučevali ruski znanstvenik D. Koshnov.

Kristalizacija je sestavljena iz dveh stopenj. V tekočem stanju kovine so njegovi atomi v neprekinjenem gibanju. Ko se temperatura zmanjšuje, se gibanje atomov upočasni, se približujejo in združijo v kristale. Tako imenovani kristalizacijski centri se oblikujejo (prva faza). Potem kristali skočijo po teh centrih (druga faza). Najprej se kristali svobodno rastejo. Z nadaljnjo rastjo se kristali odplačajo, rast nekaterih kristalov posega v rast sosednjega, zaradi česar se oblikujejo nepravilna oblika skupine kristalov, ki se imenujejo zrna.

Velikost zrn znatno vpliva na operativne in tehnološke, lastnosti kovin. Groba kovina ima nizko odpornost proti udarcem, ko se obdeluje rezanje, je težko dobiti majhno hrapavost površine podrobnosti. Velikosti zrn so odvisne od narave same kovine in kristalizacijskih pogojev.

Metode za preučevanje strukture kovine. Študija struktur kovin in zlitin se izvaja z uporabo makro in mikroanalize, kot tudi na druge načine.

Makroskostruktura preučuje makrosal, t.e. Kovinska struktura, ki je vidna s prostim očesom ali s povečevalno steklo. Makrostrukturo je določena s kovinskimi odmori ali makro.

Makrochlif je kovinski vzorec ali zlitina, katere na eni strani je zemlja in jedkana s kislino ali drugim reagentom. S to metodo so zaznane velike napake: razpoke, krčenje korita, plinski mehurčki, neenakomerna distribucija nečistoč v kovini itd.

Mikroanaliza vam omogoča, da določite velikost in obliko zrna, strukturne komponente, kakovost toplotne obdelave, prepoznavanje mikrodefect.

Mikroanaliza izvajajo mikroskopi z mikroskopom (sodobni metalografski mikroskopi se povečajo na leto 2000 in elektronski - do 25.000).

MI COSLIF je kovinski vzorec, ki ima ravno polirano površino, ki je izpostavljena šibki raztopini kisline ali alkalijah, da bi identificirala mikrostrukturo. Lastnosti kovin. Kovinske lastnosti so običajno razdeljene na fizikalno-kemijske, mehanske in tehnološke. Fizikalno-kemijske in mehanske lastnosti trdnih teles, vključno z kovinami, so vam seznanjeni s tečaji fizike in kemije. Obvestite se na obravnavo nekaterih mehanskih in tehnoloških lastnosti, ki so pomembne z vidika obdelave kovin.

Pod mehanskimi lastnostmi, kot je dobro znana, sposobnost kovine ali zlitine, da se uprejo učinkom zunanjih sil. Mehanske lastnosti vključujejo moč, viskoznost, trdoto itd.

Trdnost označuje lastnost kovine ali zlitine pod določenimi pogoji in omejitvami, ki ne uničujejo, zaznavajo določene učinke zunanjih sil.

Pomembna lastnost kovine je šok viskoznost - upor materiala za uničenje med obremenitvijo šoka.

Pod trdoto razumemo premoženje materiala, da se upre uvedbi drugega, bolj trdno telo v to.

Mehanske lastnosti materialov so izražene v številnih kazalnikih (na primer omejitve nateznih trdnosti, relativni razteznosti in zoženja itd.)

Omejitev natezne trdnosti ali časovna odpornost se imenuje pogojna napetost, ki ustreza največji obremenitvi, ki ga vzorec prevzame v postopku preskušanja pred uničenjem

Trdnost kovin in zlitin je v glavnem določena s pomočjo treh metod, ki jih imenuje imena njihovih izumiteljev: metoda Brinell, metoda Rockwell in metode Vickers. I Meritev trdote po metodi Brinell je v tem, da je s pomočjo Tch težje na površino preskusne kovine, je jeklena kaljena krogla s premerom 2,5 5 ali 10 mm pritisnjen pod delovanjem statičnega Nalaganje R. Razmerje obremenitve na površino površine odtisa (vodnjakov) daje vrednost trdote, označene s HB.

Merjenje trdote Rockella se izvede z uporabo instrumenta s pritiskom na preskusno kovinsko kroglo s premerom 1,59 mm (1/16 palcev) ali diamantni stožec s kotom na vrhu 120 ° (za posebej trdno jeklo in zlitine) . Spremeni trdote se določi z indikatorjem instrumenta.

Merjenje trdote vickerjev se izvede s pomočjo instrumenta TP s pritiskom na kovino diamantne štiri-padla piramida s kotom na vrhu A \u003d 136 °. V dolžini diagonala nastalega odtisa s tabelo najdemo število HV trdote.

Uporaba ene ali druge metode je odvisna od trdote preskusnega vzorca, njene debeline ali debeline preskusne plasti. Na primer, metoda Vickers se uporablja za merjenje trdote utrjenih jekel, materialov delov z debelino do 0,3 mm in tanko zunanje cementirane, dušiked in drugih površin delov.

Glavne tehnološke lastnosti kovin in zlitin

v nadaljevanju so:

nakupne lastnosti kovinskih kovancev in druge vrste obdelave tlaka;

in d q o t e c h e c t l - lastnost staljene kovine, ki polnijo obliko litja v vseh njegovih delih in dajejo gostih ulitkov natančne konfiguracije;

varnost - lastnosti kovine dajejo trpežne varjene spoje;

obdelavnost rezanja je lastnosti kovin, ki se zdravijo z rezalnimi orodji, da naredite predmete določene oblike, velikosti in hrapavosti površine.

Struktura kovin in zlitin

TO Upravitelj:

Avtomobilski materiali in pnevmatike

Struktura kovin in zlitin

1. Razvoj metalografije

Metalografija ali kovinske študije, je znanost, ki se ukvarja s študijem nepremičnin, sestave in strukture kovin in njihovih zlitin. Kovinske znanosti SCC znanosti ustvarjajo ruski znanstveniki-Metalur-Gami. Izjemen ruski znanstvenik-metalurgist Pavel Petrovich Anosov je najprej položil temelje kovinskih študij. Delo na tovarni Zlatoust orožja v Urasu, prvič na svetu leta 1831 je nanesel mikroskop za preučevanje strukture jekla na poliranih poškodbah. P. P. Anosov je zaznamoval začetek sodoben proces Produkcija jekla, imenovana Martenovsky; Izvedel je metodo iz litega železa v jeklu (leta 1873) brez dodatka za poravnavo, pred tem bratom Marren je več kot 30 let.

P. P. Anosov je naredil veliko znanstveno delo za preučevanje učinka ogljika na lastnosti jekla. Njegova znanstvena dela so imela velik vpliv na razvoj proizvodnje visoko kakovostnih jekel in izboljšati metode toplotne obdelave. Nadaljnje delo na področju študija lastnosti kovin in kovinskih zlitin, odvisno od spremembe njihove sestave in strukture, stalno iznajdljivo rusko znanstvenik Dmitry. Konstantinovich Chernov. Delo kot inženir na jeklu Obukhov v Sankt Peterburgu, je naredil odkritje, ki je bilo izjemno pomembno nadaljnji razvoj Kovinska znanost. DK CHERNOV Zaradi številnih opazovanj o obnašanju jeklenih odkovkov v procesu toplotne obdelave je ugotovil, da je pri določenih temperaturah v jeklu, ki je v trdnem stanju, prestrukturiranje njenih delcev, s čimer se spreminja strukturo jekla in njene lastnosti.

Odkritja, ki jih je izdelal D. K. Chernov, so bili objavljeni leta 1868, v zvezi s katerimi je prejel svetovno slavo in si zaslužen štel za ustanovitelja metalografije. Zahvaljujoč njenemu odkritju je postalo možno, znanstveno temeljito toplotno predelavo kovin in kovinskih zlitin.

Pripočasniki in učenci D. K. Chernovske - N. S. KURSNAKOV, A. A. Baikov, in drugi - v prihodnosti je prispevalo k njihovim znanstveni dokumenti in raziskave na še večji razvoj domačih študij kovin.

2. Kristalna kovinska struktura

Obstajajo telesni amorfni in kristalinični. Struktura amorfnih teles je sestavljena iz kaotičnih atomov. Takšni organi vključujejo, na primer, iz stekla, jantarja, katrana, itd. Kristalna telesa se razlikujejo od amorfnih, da so atomi v njih razporejeni v geometrijsko pravilnem naročilu. Kovine in kovinske zlitine pripadajo tipičnemu kristalna telesa. Atomi, ki se nahajajo v kovine v strogo določenem geometričnem naročilu, tvorijo kristalno mrežo (sl. 11). Glede na lokacijo oblikovanih atomov različne vrste kristalne rešetke.

V kovini so kristalne mreže najpogosteje najdene v obliki centrirane kocke, kartnete kocke in šesterokotne prizme.

Takšne, na primer, kovine kot krom, vanadium, volfram, molibden in številne druge, imajo kristalno mrežo v obliki centrirane kua (sl. 12, a), v katerem se na vogalih izteče osem atomov kocka in ena - v središču Kube.

Aluminij, baker, svinčnik, niklja, srebro, itd imajo kristalno mrežo - granettrizirano, to je, v obliki kocke s centriranimi obrazi (sl. 12,6). V taki mreži v vsakem vogalu Kube je en atom in en atom v središču vsakega obraza. Skupaj je 14 atomov.

Kristalna mreža v Zide je šesterokotna prizma (Sl. 12, e) imajo takšne kovine, kot so cink, titanium, mangan. Lokacija atomov v kristalni mreži vrste šesterokotne prizme je: V vsakem vogalu prizme, en atom, v središču zgornjega dela, en atom, v sredini spodnje baze, en atom in tri atome v srednjem delu.

Sl. 11. Crystal Grille.

Sl. 12. Vrste kristalnih mrež:
a - kubični kubični; B - CUBE SiR-center; In - šesterokotna prizma

Razdalje med atomi v kristalni mreži so izjemno majhne in se merijo s posebno enoto dolžine, ki se imenuje Angstrom (z imenom znanstvenika). En Angstrom je enak enemu centru Velomillion Yule.

V staljenem kovini so atomi v gibanju. Kristalizacijski centri so izjemno majhni skupini atomov, ki so združeni v geometrijsko pravilen red.

Nastale zarodke kristalizacije so zelo nestabilne, mnogi pa se ponovno raztopijo. Praktične ugotovitve so ugotovile, da zarodki kristalizacije pridobijo stabilnost in začnejo rasti, ko bo tekoča kovina perkolina na določeno temperaturo. Hladilna krivulja čiste kovine daje vizualno predstavo o tem, kako poteka proces kristalizacije.

Sl. 13. Krivuljanje čistilne kovine

V Monkeletonske kovine (Sl. 13, a) Postopek kristalizacije začne hitreje nadaljevati. Po začetku intenzivne kristalizacije se temperatura spodnjega dela kovine dvigne na temperaturo njegovega strjevanja (b) z označevanjem skrite toplote kristalizacije.

Sl. 14. SHEME tvorba žita

Med celotnim procesom kristalizacije je temperatura kovine konstantna (B, B). Potem ko se kovinski izleti iz tekočega stanja v trdno, začne znižati temperaturo na temperaturo ambient. (d). V procesu kristalizacije, rast zarodkov na račun atomov iz okoliške tekočine, ki se nahajajo v kristalni mreži v strogo določenem naročilu (Sl. 14, A, B). Sprva se rast zarodkov kristalizacije prosto nadaljuje, in imajo pravo zunanjo geometrično obliko. Ker pa se veliko zarodkov oblikuje istočasno, prihaja tak trenutek, ko se začnejo srečati med seboj (Sl. 14, B, G, D). Po takem trčenju postane njihova rast le v teh smereh, kjer ni motenj. To vodi do dejstva, da zunanja geometrijska oblika kovinskih kristalov postane napačna, zaradi katere se običajno imenujejo kovinska zrna (Sl. 14, E).

3. Spreminjanje strukture v trdnih kovinah (pojav alotropy)

Struktura nekaterih kovin v trdnem stanju lahko na znanih temperaturah, preskusnih transformacijah, ki predstavljajo preureditev atomov in prehod iz ene vrste kristalne mreže v drugo. Tak pojav se imenuje alotropija kovin. Različne kristalne oblike, v katerih se enaka trdna kovina kristalizira pri določenih temperaturah, imenujejo alotropne spremembe. Alletropske spremembe so označene z grškimi črkami. Prehod iz ene spremembe v drugo se pojavi pri določeni, konstantni temperaturi in ga spremlja absorpcija toplote (pri segrevanju) ali toplotni izolaciji (pri hlajenju) in tvorbo nove kristalne mreže.

Sl. 15. Krivuljanje za hlajenje

Čisto železo obstaja v več spremembah. Na hladilni krivulji čistega železa (Sl. 15) je razvidno, kakšne temperature se pojavijo alotropna pretvorba železa. Na temperaturo 910 ° Irova ima kristalno mrežo v obliki Centra Cube in se imenuje alfa-Iron A-FE. . Naprej do 770 ° A-FE magnetno in nad 770 ° ne magnetni. Pri temperaturi 910 °, kristalno mrežo A-FE se spreminja in prehaja v padajoči center; Ta sprememba se imenuje Gamma-Iron Y-FE in je odporna na temperaturo 1390 °, pri čemer se spremeni v središče kocke. Nova sprememba se imenuje Delta-Iron 8-Fe. Alletropske transformacije so zelo pomembne, saj se kovine, ki doživljajo take transformacije, lahko podvržemo toplotno obdelavo. Alotropne transformacije so dovzetne za železo, nekatere druge kovine, kot so titanium, mangan, kobalt, cirkonij, kositer.

4. Struktura zlitin

Zlitina se imenuje zapletena snovz fuzijo dveh ali več elementov. Elementi, ki sestavljajo zlitine, se imenujejo komponente zlitin. V tekočem stanju je zlitina rešitev, v kateri so atomi ene komponente enakomerno porazdeljeni med atomi drugih komponent, tako da ima tekoča raztopina enake lastnosti v vsakem delu, ne glede na to, kako majhna je. Take snovi se imenujejo homogene. Lastnosti vsake tekoče raztopine se razlikujejo od lastnosti njegovih komponent, vsaka komponenta pa vpliva na naravo lastnosti raztopine. S temeljito študijo tekočih rešitev se izkaže, da se fizične, električne in druge lastnosti teh raztopin močno razlikujejo od lastnosti njihovih komponent in se lahko razlikujejo glede na odstotek komponent, t.j. iz koncentracije'rastra.

Koncentracija raztopine je razmerje med maso topne snovi na težo celotne raztopine. Koncentracija je običajno izražena kot odstotek. Pri premikanju zlitine iz tekočega stanja v trdne, se lahko pridobijo različne vrste interakcije komponent. Glavne vrste interakcij komponent so: mehanska zmes, kemična spojina in trdno raztopino.

Mehanska zmes predstavlja vrsto interakcije komponent, pri kateri komponente zlitine ne vstopajo v proces kristalizacije. kemijska reakcija In eden v drugi se ne raztopi, vendar ohranja svoje kristalne lazine. Posledično bo struktura zlitine, ki je mehanska zmes dveh komponent, kot sta svinca in antimon, sestavljena iz zelo majhnih kritičnih kristalov in antimonskih kristalov.

V primeru kemične spojine je za interakcijo komponent zlitin označena z tvorbo popolnoma nove kristalne mreže, ki ni podobna kristalnim rešetam komponent; V tem primeru bo razmerje med komponentami vedno strogo opredeljeno.

Trdna raztopina se razlikuje od mehanske zmesi in kemične spojine, saj ohranja kristalno topilo kovinsko mrežo, v kateri so nameščeni atomi vseh sestavin zlitine. Kovine, katerih kristalno mrežo se ohrani po nastanku trdne raztopine, se imenuje topilo. Trdne rešitve so lahko dve vrsti: trdna raztopina uvedbe in trdno nadomestno rešitev. V trdni raztopini uvedbe atomov raztopljene snovi med topilnimi atomi (sl. 16, a). V trdnem nadomestnem raztopini atomi raztopljene snovi delno nadomestijo topila atome v kristalni rešetki (Sl. 16.6).

Sl. 16. Rešetka za trdo raztopino:
A - Uvod; B - Zamenjava

5. Diagram stanja zlitin (svinca - antimon) in njena konstrukcija

Za študijo zlitin običajno uporabljajo diagrame stanja zlitin. Dvojne diagrame zlitine se nadomestijo z vsemi evidencami in hladilnimi krivuljami zlitine, pridobljene kot posledica številnih opazovanj. Ta diagram omogoča videti vse spremembe v strukturi zlitin in njenih lastnosti, ki se pojavijo glede na spremembo koncentracije in temperature. Vsaka točka diagrama daje značilno dodeljevanje določene koncentracije in strukture. V diagramu stanja zlitin je mogoče določiti tališče in temperaturo strjevanja te zlitine na vsaki koncentraciji. Poznavanje teh dejstev prispeva k pravilni izbiri temperatur ogrevanja in hlajenja s toplotno in kemično toplotno obdelavo različnih zlitin.

Da bi razumeli, kako je zgrajen diagram zlitin, upoštevajte gradnjo takega grafikona za svinčevo in antimonske zlitine. Vzemite čiste kovine svinca in antimona in več njihovih zlitin z antimonsko vsebnostjo 5%, 10%, 13%, 20%, 40% in 80%.

Sl. 17. krivulje hlajenja svinca, antimona in različne svinčene zlitine z antimonom

Za določitev kritičnih točk kovine in njihovih zlitin, od vsake kovine in zlitine do popolnega taljenja in termoelementa, in pirometer, previdno sledite postopku hlajenja in konstruirajo krmilje za hlajenje (sl. 17). V procesu hlajenja se bodo pojavili naslednji pojavi.

Pri temperaturah, ki so podlaga za 327 °, je svinec v tekočem stanju (sl. 17, a); Pri temperaturi 327 ° se proces svinčevega kristalizacije opazi z zamudo pri temperaturnih kapljicah, dokler kristalizacija ni popolna; Po koncu kristalizacije je še dodatno hlajenje trdnega vodnika do sobne temperature.

Podobni pojavi opazimo v procesu hlajenja staljenega čistega antimona (Sl. 17, B), z edino razliko, da se antimonska kristalizacija začne pri temperaturi 630 °.

Zlitina, sestavljena iz 95% svinca in 5% antimona (Sl. 17, C) ima hladilno krivuljo z dvema kritičnima točkama, tako da se strdi v temperaturnem območju 296-246 °. Pri temperaturi 296 ° iz tekoče zlitine, prvi kristali čistega svinca začnejo izstopati. Krivulja na tej točki ima berač. Ker se temperatura še dodatno zmanjša, se bo število svinčenih kristalov vse bolj povečalo, preostali del tekoče zlitine pa bo obogaten z antimonom. Tak pojav se nadaljuje, dokler koncentracija tekoče zlitine doseže 13% antimona in 87% svinca; S takšno koncentracijo se celotna zlitina preostala tekočina strdi pri temperaturi 246 °. Zlitina, sestavljena iz 30% svinca in 10% antimona (sl. 17, d), se strdi tudi v temperaturnem območju 260-246 °. Pri temperaturi 260 °, izbor svinčenih kristalov iz tekoče zlitine. Ko je dosežena koncentracija tekoče zlitine, do 13% antimona in 87% svinčevega strjevanja zlitine pri temperaturi 246 ° (sl. 17, E). Posledično se pri hlajenju zgoraj navedenih zlitin, preden je dosežena kritična temperatura 246 °, se vse dodatno, prekomerno več kot 87% svinca sprosti iz tekoče zlitine kot kristalov. Ob doseganju sestave 87% svinca in 13% antimona, se zlitina spremeni v trdno stanje pri temperaturi 246 °. Struktura utrjene zlitine take koncentracije je sestavljena iz ustreznih izmeničnih delcev svinca in antimona. Takšna mehanska zmes se imenuje evtektična. Vse svinčene zlitine z antimonom, ki vsebujejo antimon, manj kot 13%, bodo vedno imele presežek svinca in pri hlajenju natančno poudarjajo ta presežek v obliki trdnih svinčenih kristalov, tako da pri temperaturi 246 °, da tvorijo evtektiko. Potem, očitno, v trdnem stanju, bodo takšne zlitine imeli vodilno strukturo + evtektiko. Zlitina, sestavljena iz 87% svinca in 13% antimona ima krpo hlajenje (Sl. 17, E) z eno kritično točko. Ta zlitina je v tekočem stanju pri temperaturah, ki so podlaga za 246 °. Pri temperaturi 246 °, zlitina popolnoma gre v trdno stanje.

Ta struktura trdne zlitine je čista evtekktična. Zlitina, sestavljena iz 80% svinca in 20% antimona (sl. 17, e), pri temperaturah nad 280 ° je v tekočem stanju. Ko se zlitina ohladi na temperaturo 280 °, se začnejo trdni antimonski kristali, ta postopek pa se bo nadaljeval, dokler preostala tekoča zlitina ne sprejme evtektične sestave. Pri temperaturi 246 ° se celotna zlitina strdi. Struktura utrjene zlitine bo sestavljena iz antimonskih kristalov in evtektika. Zlitina, sestavljena iz 60 o / 0 svinca in 40 o / 0 antimona (sl. 17, g), nad temperaturo 395 ° je v tekočem stanju. Pri temperaturi 395 ° se postopek kristalizacije začne s sproščanjem odvečnih antimonskih kristalov iz tekoče raztopine. Ob doseganju evtektične sestave (87 ° / 0 svinca in 13% antimona) pri temperaturi 246 °, celotna zlitina se spremeni v trdno stanje, ki tvori strukturo, ki jo sestavljajo antimonski kristali in evtektik.

Zlitina, sestavljena iz 20% svinca in 80% antimona (Sl. 17, H) je v tekočem stanju nad temperaturo 570 °. Pri temperaturi 570 ° se začne sproščanje odvečnih antimonskih kristalov iz tekoče zlitine. Po doseganju evtektičnega sestavka pri temperaturi 246 °, celotna zlitina se spremeni v trdno stanje. Struktura zlitine je sestavljena iz antimona in evtektičnih kristalov. Zgornja opazovanja kažejo, da vse svinčene zlitine z antimonom, v kateri je vsebnost svinca manjša od 87 ° / 0, vsebujejo presežek antimona in med hlajenjem si prizadeva poudariti ta presežek v procesu kristalizacije v obliki trdnih antimonskih kristalov. Pri temperaturi 246 °, da tvorijo evtektiko pri temperaturi 246 °. Večji antimon v zlitini, bolj visoke temperature se bo začela izstopati iz nje med hlajenjem prekomerno (proti 13<>/ 0) antimon. Svižne zlitine z antimonom v prisotnosti presežnega antimona v njih tvorijo strukturo, ki jo sestavljajo antimonski kristali in evtektiko v trdnem stanju.

Sl. 18. Diagram statusa zlitin sistema zagegalnega sistema

Krivulje Hladilne zlitine in antimon z različnim odstotkom komponent se lahko kombinira v en diagram stanja svinčenih zlitin z antimonom. Če želite to narediti, na vodoravni osi (Sl. 18), bomo preložili vsebnost svinca in antimonovo v testiranih zlitinah. Po točkah, ki ustrezajo 100% antimonom in 100% svinec, bomo izvedli navpične ravne črte, na katerih odložijo temperature od 0 do 700 °. Po točkah, ki ustrezajo sestavkom preskusnih zlitin, izvajamo navpične črte pikčarjene črte. Po tem prenesemo kritične točke na navpične črte diagrama iz krivulj hlajenja. Kritična točka čistega svinca (327 °) je označena s črko A, in kritična točka čistega antimona (630 °) s črko C. Kot je znana iz prejšnjih opazovanj, ima vsaka zlitina dve kritični točki, razen za evtektične zlitine. Kritična temperatura evtektične zlitine je označena z črko V. Connect točke A in z gladkimi krivuljami s točko, tako da krivulje prehajajo skozi vse zgornje kritične točke. Skozi vse spodnje kritične točke, bomo porabili ravno linijo, ki bo potekala skozi točko B, in označuje levi konec črke D, in desnega konca črke E. Zgornje kritične točke so točke Začetek strjevanja zlitin, in spodnje kritične točke - konec strjevanja zlitin. Linija ABC iz diagrama se imenuje likviduacijska linija (iz latinske besede tekočine). Navedene vrstice ABC vse svinčene in antimonske zlitine so v tekočem stanju. Linija DBE se imenuje Smonius Line (iz latinske besede »HARD«). Spodaj DBE linije vse svinčene zlitine so v trdnem stanju, pod črto DB, bodo sestavljene iz svinčenih kristalov in evtektic in se imenujejo deetik, pod točko B - od čistega evtektičnega (tako imenovanega evtektika) in pod črto - od antimonskih kristalov in evtektičnega (zaletektika).

6. Strukturne komponente zlitin železnih ogljika

Obstajajo različne strukturne komponente zlitin železnih ogljika. Imajo naslednja imena: Ferit, cementit, avstenit.

Ferritis se imenuje kemično čisti železo, kot tudi raztopina trdne ogljika v žlezi. Topnost ogljika v žlezi je izredno majhna in je običajno 0,006-0,04%. Ferit je stabilen na temperaturo 910 °. Ima rahlo trdoto in nizko trdnost. Ferriti Trdota je odvisna od velikosti zrn; Ferrite visoka plastičnost.

Cementit je kemična spojina železa z ogljikom. Cementit vsebuje 6,67% ogljika (po teži) in je zelo trdna in krhka kristalna snov, ki, ko se segreje na visoke temperature, razpade na ferit in prosti ogljik (ogljik žanje). V beli litega železa je vsebovano veliko število cementit. Cementit pomembno vpliva na mehanske lastnosti jekla.

Mehanska mešanica ferita in cementata tvori strukturo jekla, imenovanega Perlita. Perlite je dve vrsti: lamelar, ali parasta in zrnat. Plošča Perlit ima videz občasnih "zelo majhnih plošč ferita in cementat. S segrevanjem na določene temperature je možno spremeniti strukturo plošče Perlita in se izogniti, nazuben grain Perlit, v katerem je cementit v obliki okroglih zrn, ki se nahajajo med feritom.

Grain Perlit ima boljše mehanske lastnosti kot ploščo. Perlit v njegovih mehanskih lastnostih zaseda vmesni položaj med feritom in cementit. Jeklo z vsebnostjo ogljika v višini 0,83% ima čisto perlitno strukturo.

Austenit je raztopina za uvajanje ogljika v žlezi. Topnost ogljika v U-žlezi lahko doseže 1,7%. V običajnem ogljikovem jeklu je avstenit odporen na temperaturo 723 °. Pod 723 ° se razpade na feritu in cementu. Pri temperaturah, ki so podlaga 723 °, se lahko avstenit vzdržuje samo v visoko legiranih manganovih, kromonichel ali nikeljnih jeklah.

Evtektična mešanica austenita in cementata tvori strukturo jekla, imenovana Larbuite. Imbaržan je nastal, ko je zlitina iz železa-ogljika strjena z vsebnostjo ogljika 4,3% pri temperaturi 1130 °. IDPREATS ostaja stabilen na temperaturo 723 °. Pod to temperaturo, gostoto ledu spremeni svojo strukturo, saj avstenitni del v njegovi sestavi razpade perlita, kot posledica, ki ga dajanje v temperaturah pri temperaturah pod 723 ° bo sestavljeno iz perlita in cementita.

7. Diagram stanja železnih ogljikovih zlitin

Jeklo in litega železa so kompleksne zlitine, ki vsebujejo, razen železa in ogljika, drugih elementov - silicija, mangana, fosfor in žvepla, pa tudi neželeznih kovin (v legiranem jeklu in litega železa). Glavna stvar delDoločanje narave in lastnosti zlitine iz železa-ogljika je ogljik. Struktura in lastnosti jekla in litega železa se spremenita le pod pogojem, da se segrevajo na kritične temperature, odvisno od vsebnosti ogljika v teh zlitinah. Kritične temperature zlitin železnih ogljika z različnimi vsebnostjo ogljika se lahko uporabijo za poseben diagram, ki se imenuje diagram stanja zlitin železovega sistema - ogljik.

Takšen diagram (slika 19) omogoča vsako zlitino jekla in litega železa temperatura njegovega taljenja, vse transformacije, ki jih je med hlajenjem in ogrevanjem, ki se preskuša med hlajenjem in ogrevanjem, in zlitinsko strukturo pri vsaki temperaturi. Ob vodoravni osi diagrama je vsebnost ogljika odložena v odstotkih, temperatura navpične osi pa je temperatura. Vsaka točka na diagramu je določena zlitina pri določeni temperaturi. Nad ACD linije so vse zlitine v tekočem stanju. ACD linija je linija likvidusov.

Pure železo se topi in strdi na eni točki pri temperaturi 1535 °. Vse druge železne zlitine z ogljikom so se tali in strdi v nekaterih temperaturah vrzeli postopoma spreminjajo. Zlitine, ki vsebujejo od 0 do 4,39% ogljika, se začenjajo strditi vzdolž linije AU, ki poudarjajo trdne austenitne kristale. Zlitine, ki vsebujejo več kot 4,3% ogljika, se začnejo strditi skozi CD linijo, s poudarkom na trdnih kristalih FE3C. Zlitina, ki vsebuje 4,3% ogljika, se popolnoma strdi na točki C, hkrati pa poudarja austenitne in cementene kristale, kar je posledica, kateri je evtektika oblikovana, imenovana Larbuzerite. Linija AECF ima Smonius linijo. Pod to linijo so vse zlitine v trdnem stanju. Območje diagrama, ki ga omejuje AU, CE, EA linije, je zlitin, ki sestoji iz trdnih austenita in kristalov tekočih zlitin; Diagram območje omejeno na DC linije. CF, FD, vključuje zlitine, ki sestoji iz trdnih cementih kristalov in tekoče zlitine.

Sl. 19. Garf sistema železa - ogljik

Zlitine na področju grafikona omejena z AE, ES, SG linije so sestavljeni iz avstenita. ES linija začne izstopati iz Austenite Cementit. Spodaj je PSK linija, preostali austenit razpade pri 5 do ferita in cementit, ki tvori mehansko zmes, imenovan Perlit, in v točki 5, zlitine vsebuje ogljik 0,83 ° / o. Takšna zlitina se imenuje eutektoid. Linija GPQ prikazuje omejitev nasičenosti ogljika.

8. Spreminjanje strukture jekla

Pri segrevanju je postal nad kritično točko ACI (Sl., 20) (temperatura, pri kateri se perlit spremeni v avstenit) v strukturo jekla, kot je znano, se začnejo transformacije. Po koncu transformacije, nadaljnje ogrevanje ali odlomek vodijo do povečanja austenitskega zrnja. Rast žita se pojavi spontano, s hitrostjo tega procesa se poveča s povečano temperaturo.

Rast austenitskega zrnja teče na različne načine in je odvisna od nagnjenja k rasti. Odvisno od tega se razlikujejo dedne velike zrnate in dedne zrnate. Pod dednostjo se razume težnja žita na rast. Heliateriable Grobo jekla ima večji predlog austenitskega zrnja do rasti, in atrociozno zrnajo majhne majhne ponudbe za rast.

Sprememba velikosti zrn Ko se navedena jekla segreje, je razvidno iz sl. 20. Pri segrevanju je postala nad kritično točko ASX, velikost žita jekla se močno zmanjša. Z nadaljnjim ogrevanjem se avstenitna žita na dejnem fino zrnatim jekla ne poveča na temperature približno 950--1000 °, po kateri se začne hitra rast žita.

V heritarni grobih jekla se zrnje začne raste takoj po prehodu skozi kritično točko kot \\ t Velikost avstenitskega zrnja je velik pomen Za doseganje končnih rezultatov med toplotno obdelavo jekel. Transformacija Perlita IB Austenita spremlja brunarna žita. Zrno zrn je zelo v redu. S konverzijo pretvorbe austenitskega zrnja v searske spremembe se skoraj ne pojavi (sl. 21). Posledično je velikost biserja žita odvisna predvsem od velikosti austehejevigovega zrna. In ker austenitsko zrnje raste le pri segrevanju, nato ogrevanje jekla na določene temperature, je mogoče pridobiti končno potrebno velikost zrn jekla. Velikost veljavnega jeklenega zrna, i.e. Zrna, pridobljena iz rezultata toplotne obdelave, velik vpliv na mehanske lastnosti jekla.

Sl. 20. Shema rasti zrn v dedni fino zrnat in na dednem grobim jeklu

Grozno jeklo je dobro žgano in obdelano z rezalnim orodjem, hkrati pa je bolj nagnjeno k utrjevanju deformacij, razpok v njem. Majhno poljedelsko jeklo imajo večjo udarno viskoznost v primerjavi z grobo zrnatim jeklom, vendar manj kalcining. Za proizvodnjo izdelkov, ki zahtevajo viskozno jedro s trdno površino, se uporablja fino zrnato jeklo.

S počasnim hlajenjem ogrevanega jekla do stanja Aus-Shanenite Aus-NIT se spremeni v perlit, ferit in cementit. Pri visokih hitrostih hlajenja - od 40 do 200 ° na sekundo in več - kot rezultat razpadanja avstenita, jeklenih konstrukcij dobimo: sorbitol, trocostit in martenzit.

Sorbitol je dve vrsti: sorbitol in sorbitol sorbitol. Sorbitolna odeja je sestavljena iz izmeničnih feritnih in cementnih plošč, vendar cementilne plošče v njem bistveno tanjša kot v Perlitu. Težje perlite, vendar ima manjšo viskoznost. Sorbitolni listi, pridobljeni kot posledica propada martenzite v jeklu, ko je izpraznjen v temperaturnem območju 500-600 °. V sorbitolu imajo cementni delci sferično obliko. Troostit, kot tudi sorbitol, dve vrsti se razlikujeta: Trobs za gašenje in "počitnice trice .. Troostit predstavlja mehansko mešanico feritnih plošč in cementita, vendar bolj tanek kot v sorbitat. Troostit ima večjo trdoto v primerjavi s sorbitolom, vendar manj viskoznosti. Počitniška Trotty je produkt mantenzivnega razpada, ko je izpraznjen v temperaturnem območju 350-450 °.
Martelsite je rešitev za uvajanje ogljika. Martelsite kristali imajo iglo. Ima visoko trdoto in dobro odporne nošenje; Plastičnost in viskoznost je nizka.

Sl. 21. Spreminjanje velikosti žita v procesu prekristalizacije

TO Upravitelj: - Avtomobilski materiali in pnevmatike

Kazalo Naslednja stran \u003e\u003e

§ 2. Struktura kovin in zlitin in metod za študij

Kristalna struktura kovin. Študija notranje strukture in lastnosti kovin in zlitin se ukvarja s znanostjo, imenovano metoloton.

Vse kovine in zlitine so izdelane iz atomov, pri katerih so zunanji elektroni slabo priključeni na jedro. Elektroni se zaračunavajo negativno in če ustvarite manjšo potencialno razliko, bodo elektroni vodili pozitiven pole, ki tvorijo elektrika. To pojasnjuje električno prevodnost kovinskih snovi.

Vse kovine in zlitine v trdnem stanju imajo kristalno strukturo. V nasprotju z nekristalnimi (amorfnimi) telesi, kovinskimi atomi (ioni) se nahajajo v strogo geometrijskem naročilu, ki tvorijo prostorsko kristalno mrežo. Vzajemno ureditev Atomi v prostoru in razdalje med njimi so določeni z rentgensko strukturno analizo. Razdalja med vozlišči v kristalni mreži se imenuje parameter rešetka in se meri v angstromi Å (10 -8 cm). Parametri rešetka različnih kovin se gibljejo od 2,8 do 6 Å (sl. 23).

Sl. 23. Osnovne kristalne celice:

a - Centriranje kubičnega volumna; B - Cubic bratje; v -heksagonalen

Za vizualno predstavitev lokacije atomov v kristal se prostorski tokokrogi uporabljajo v obliki osnovnih kristalnih celic. Najpogostejše vrste kristalnih mrež so kubični centriranje volumna, kubični pašni in šesterokotni.

Devet atomov se nahajajo v kubični volumski rešetki. Takšna rešetka ima krom, volfram, molibden, vanadium in železo pri temperaturah do 910 ° C.

V brušeni mreži kubic je 14 atomov. Takšna mreža: baker, svinčnik, aluminij, zlato, niklja in likalnik pri temperaturi 910-1400 ° C.

17 atomov se nahajajo v šesterokotni tesni pakirani mreži. Takšna rešetka imajo: magnezij, cink, kadmija in druge kovine.

Medsebojna ureditev atomov v prostoru, število atomov v prostorih za rešetke in inter-postaje, označujejo lastnosti kovine (električna prevodnost, toplotna prevodnost, federacija, plastičnost itd.).

Razdalja med atomi v kristalni mreži je lahko drugačna v različnih smereh. Zato lastnosti kristala niso enake v različnih smereh. Ta pojav se imenuje anisotropy. Vse kovine so kristalinična telesa, zato so anizotropna telesa. Organi, v katerih so lastnosti v vseh smereh, se imenujejo izotropna.

Kovinski košček, sestavljen iz množice kristalov, ima povprečne lastnosti, enako v vseh smereh, zato se imenuje kvazizotropna (namišljena izotropska).

Anizotropija je zelo praktičnega pomena. Na primer, s kovanjem, žigosanjem, se podrobno valjanje dobimo pravilno usmerjenost kristalov, zaradi katerih se dosežejo različne mehanske lastnosti, ki se dosežejo in čez dele. Z uporabo hladnega valjanja se dosežejo visoke magnetne in električne lastnosti v določenem delu.