6.Строение слитка и факторы, на него влияющие
Слитки получают на металлургических заводах, после выплавки метала из руды и заливки его в ложницы больших размеров. В процессе охлаждения расплавов в ложницах идет процесс кристаллизации. В разных зонах слитка разное охл., и поэтому разная структура.
1
– зона мелкокристаллического строения
у стенок в следствии быстрого охлаждения.
Зона замороженных кристаллов; 3- зона
равноосных кристаллов, вследствие
медленного охл., в центре слитка; 2- зона
столбчатых кристаллов (дендритов),
вследствии направленного теплоотвода
от стенок; 3- усадочная раковина, образуется
вследствии сокращения объема металла.
Вместо усадочной раковины может быть усадочная пористость. В случае мелкогабариьных отливок может отсутствовать 3-яя зона, а растущие от соседних стенок столбчатые кристаллы столкнутся др с другом – столбчатая кристаллизация.
-
Превращения в твердом состоянии (аллотропические и магнитные превращения).
Способность некоторых металлов существовать в различных кристаллических формах в зависимости от внешних условий (давление, температура) называется аллотропией или полиморфизмом.
Каждый вид решетки представляет собой аллотропическое видоизменение или модификацию.
Примером аллотропического видоизменения в зависимости от температуры является железо (Fe).
Fe:
–
ОЦК -
;
–
ГЦК
-
;
–ОЦК–
;
(высокотемпературное
)
Превращение одной модификации в другую протекает при постоянной температуре и сопровождается тепловым эффектом. Видоизменения элемента обозначается буквами греческого алфавита в виде индекса у основного обозначения металла.
Примером аллотропического видоизменения, обусловленного изменением давления, является углерод: при низких давлениях образуется графит, а при высоких – алмаз.
Используя явление полиморфизма, можно упрочнять и разупрочнять сплавы при помощи термической обработки.
Некоторые металлы намагничиваются под действием магнитного поля. После удаления магнитного поля они обладают остаточным магнетизмом. Это явление впервые обнаружено на железе и получило название ферромагнетизма. К ферромагнетикам относятся железо, кобальт, никель и некоторые другие металлы.
При
нагреве ферромагнитные свойства металла
уменьшаются постепенно: вначале слабо,
затем резко, и при определ¨нной температуре
(точка Кюри) исчезают (точка Кюри для
железа –
).
Выше этой температуры металлы становятся
парамагнетиками. Магнитные превращения
не связаны с изменением кристаллической
решетки или микроструктуры, они
обусловлены изменениями в характере
межэлектронного взаимодействия.
8.Типы структурных составляющих, присутствующих в металлических сплавах
Под сплавом понимают материал, полученный сплавлением двух или более эл-тов. Закономерности, происходящие в сплавах, можно определить с использованием диаграмм состояния.
В
основном, рассм диаграммы двух эл-тов.
В сплавах могут появляться следующие
типы структурных составляющих: 1) мех
смеси, кристаллы, чистые компоненты; 2)
Тв растворы; 3) Хим соединения; 4)
Промежуточные фазы (это составляющие,
которые имеют общие черты с хим
соединениями и ТВ растворами, но не
полностью).
Раствор замещения:
○ – атомы А;
● – атомы В
Твердый раствор внедрения:
○
– атомы
А;
● – атомы В
Тв растворы замещения бывают ограниченными и неограниченными, а внедрения только ограниченными. Неограниченные – это когда любое кол-во атомов одного эл-та заменяется атомами другого эл-та. Для получения таких растворов необходимо соблюдение 3 условий: 1) Одинаковые или очень близкие по строению крист решетки; 2) Должны быть очень близкие атомные размеры; 3) Эл-ты должны иметь одинаковую хим природу (находиться близко в периодической системе).
Во всех ТВ растворах атомы 2 эл-та находятся без всякой закономерности.
Хим соединения. Признаки хим соединения: 1) Должно быть определенное соотношение атомов; 2) Крист решетки исходных эл-тов и хим соединения разные; 3) Атомы в хим соед находятся в строго орпеделенных местах.
Если есть формула, есть разные крист решетки, а нет строго опр расположения, то это промежуточная фаза.