2.2. Физические и химические свойства

Физические свойства характеризуют температуру плавления металлов, их плотность, коэффициент теплового расширения, тепло- и электропроводность, магнитную проницаемость и т.п.

Химические свойства металлов определяются их химической активностью, способностью к химическому взаимодействию с газовыми и жидкими агрессивными средами, расплавленными металлами, коррозионной стойкостью.

2.3. Технологические свойства

Технологические свойства характеризуют способность металлов образовывать отливки, свариваться, подвергаться обработке давлением, резанием и др.

Литейные свойства металлов определяются жидкотекучестью  способностью заполнять литейную форму, усадкой  сокращением размеров и объема отливки при затвердевании, склонностью к ликвации  неоднородности химического состава по сечению отливки, вызванной условиями затвердевания.

Деформируемость  это способность принимать необходимую форму под влиянием внешней нагрузки без разрушения и при наименьшем сопротивлении нагрузке.

Свариваемость  это способность металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения требуемого качества.

Обрабатываемость резанием  способность металлов подвергаться обработке режущими инструментами с целью получения деталей определенной формы, размеров и шероховатости поверхности.

2.4. Эксплуатационные свойства

Эксплуатационные свойства характеризуют способность металла работать в определенных условиях. Сюда относятся:

Коррозионная стойкость  сопротивление сплава действию агрессивных кислотных и щелочных сред.

Хладостойкость  способность сплава сохранять пластические свойства при температурах ниже 0 С.

Жаропрочность  способность сплава сохранять механические свойства при высоких температурах.

Жаростойкость  способность сплава сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах.

Антифрикционность  способность сплава прирабатываться к другому сплаву.

Износостойкость  способность материала сопротивляться изнашиванию. Чем выше износостойкость, тем дольше режущий инструмент будет сохранять свою остроту и размеры.

Теплостойкость  свойство материала сохранять свою твердость и режущие способности при высоких температурах.

3. Строение и свойства сплавов

3.1. Основные сведения о металлических сплавах

Чистые металлы в большинстве случаев не обеспечивают требуемого комплекса механических и технологических свойств, поэтому чаще используют металлические сплавы  вещества, состоящие из двух и более элементов. Элементы, из которых образован сплав, называют его компонентами.

В жидком состоянии компоненты сплава в большинстве случаев полностью растворимы друг в друге и представляют собой жидкий раствор, в котором атомы компонентов равномерно перемешаны друг с другом. При кристаллизации компоненты сплава вступают во взаимодействие, от характера которого зависит их строение. Наиболее часто встречаются твердые растворы, химические соединения и механические смеси.

Твердым раствором называется вещество, состоящее из двух или более компонентов, один из которых, сохраняя кристаллическую решетку, является растворителем, а другой (или другие) распределяется в кристаллической решетке растворителя, не изменяя ее типа.

В зависимости от характера распределения атомов растворенного вещества в кристаллической решетке растворителя различают твердые растворы замещения (рис. 13, а) и внедрения (рис. 13, б). Растворимость в твердом состоянии может быть неограниченной и ограниченной. При неограниченной растворимости возможна любая концентрация (от 0 до 100 %) растворенного вещества (при концентрации более 50 % растворенное вещество становится растворителем).

Для образования твердых растворов замещения с неограниченной растворимостью необходимо соблюдение следующих условий:

 изоморфность (однотипность) кристаллических решеток сплавляемых компонентов;

 близость атомных радиусов компонентов, которые не должны отличаться больше чем на 8…13 %;

 близость физико-химических свойств компонентов.

Химическим соединением называют вещество, характерными особенностями которого являются:

 постоянство состава, выраженное формулой, которая отвечает определенному соотношению количества атомов компонентов А и В в нем;

 наличие нового типа кристаллической решетки, отличающегося от типов решеток сплавляемых компонентов;

 ярко выраженное существенное изменение всех свойств.

Механическая смесь образуется тогда, когда компоненты сплава не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием химического взаимодействия. При этом образуется двухфазная структура сплава, представляемая чередующимися зернами чистых компонентов А и В.

При изучении явлений, протекающих в металлах и сплавах в процессе превращений, пользуются понятиями: система, фаза, компонент, структурная составляющая, диаграммы состояния.