- •1. Типы связей в твердых телах (ионная, ковалентная, металлическая связь) Ионная связь
- •Ковалентная связь
- •Металлическая связь
- •2.Атомно-кристаллическое строение металла.
- •3. Кристаллографические обозначения атомов, плоскостей и направлений.
- •4. Анизотропия металлов
- •5. Строение реальных кристаллов
- •6 . Кристаллизации металла.
- •7. Строение слитка
- •8. Полиморфные превращения в металлах
- •9. Пластическая деформация и механические свойства металлов.
- •Механические свойства
- •10. Наклёп, возврат и рекристаллизация. Наклёп Наклёп – это совокупность структурных изменений и связанных с ними свойств при холодной пластичной деформации.
- •Возврат.
- •Рекристаллизация.
- •11. Химические соединения, твердые растворы, механические смеси.
- •Сплавом - называют результат сплавления двух или более компонентов.
- •Компоненты - это химически индивидуальные вещества образовывающие сплав.
- •Фаза – однородная часть системы отграниченная поверхностью раздела, при переходе через которую состав и свойства меняются скачкообразно.
- •12. Построение диаграмм состояния двойных систем
- •1 3. Диаграмма состояния для двухкомпонентной системы, образующая механическую смесь.
- •14.Правило отрезков.
- •15. Диаграмма состояния для сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии.
- •16. Диаграмма состояния для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии(диаграмма с эвтектикой, диаграмма с перитектикой)
- •17,18. Диаграмма состояния с химическими соединениями.
- •Диаграмма состояния с устойчивым химическим соединением
- •Диаграмма состояния с неустойчивым химическим соединением
- •18. Диаграмма состояния с неустойчивым хим соединением
- •19. Диаграмма состояния железо-цементит.
- •20. Углеродистые стали.
- •Способы производства стали.
- •21. Влияние постоянных примесей на свойства сталей
- •22. Нагартованная сталь
- •23. Чугуны(белый, серый, высокопрочный, ковкий). Получение, структура, маркировка, область применения.
- •24. Основные виды термической обработки стали.
- •25.Превращения в стали при нагреве.
- •26. Рост зерна аустенита при нагреве.
- •27. Превращение переохлажденного аустенита ( распад аустенита).
- •Перлитное превращение.
- •Бейнитное превращение.
- •28. Мартенситное превращение
- •29. Превращение мартенсита и Аустенита при нагреве (отпуск стали)
- •30. Отпускная хрупкость стали
- •31. Технология термической обработки стали. Отжиг первого рода
- •32. Отжиг второго рода
- •33. Выбор температуры нагрева закалки.
- •34. Способы закалки.
- •35. Закалка с обработкой холодом
- •36. Отпуск стали
- •Низкий отпуск.
- •Средний отпуск
- •37. Поверхностная закалка
- •39. Цементация
- •40. Азотирование
- •41. Цианирование
- •42. Диффузионная металлизация
- •43. Конструкционные стали
- •44. Маркировка легированных сталей Маркировка легированных сталей
- •45. Цементуемые стали.
- •46. Улучшаемые стали
- •47. Пружинные стали
- •48. Шарикоподшипниковые стали
- •49. Инструментальные стали повышенной прокаливаемости
- •50. Инструментальные стали пониженной прокаливаемости
- •51. Быстрорежущие стали
- •52. Штамповые стали
- •53. Твердые сплавы
- •54. Алюминий и сплавы на основе алюминия
- •55. Медь и сплавы на основе меди
- •56. Сплавы на основе легкоплавких металлов
- •57. Основы порошковой металлургии
- •Формование(ф) или прессование порошков
Металлическая связь
В металлах много свободных электронов. Электроны могут перемещаться с одного атома на другой. Связь между атомами кристалла становится коллективизированной. Поэтому в простейшем случае металлическую связь можно рассматривать или как предел ковалентной связи, или как предел ионной (например, металлический натрий можно представить как Na++ ). При всей искусственности такого подхода в этом есть что-то полезное. Рис. 3 демонстрирует распределение плотности электронного заряда в кристаллах с различным типом связи и переход от ковалентной связи к металлической.
С самого начала своего развития теория металлов основывалась на простейшей модели, в которой электроны проводимости рассматривались как идеальный газ свободных частиц. Первые работы, в которых электронный газ в металле описывался с помощью классической статистики, не смогли объяснить все свойства металлов. Однако положенная в их основу модель была настолько удачной, что дополнение ее принципом Паули привело к удивительно хорошему объяснению экспериментально наблюдаемых свойств, таких, как электропроводность, теплопроводность металлов и др. Успех модели свободных электронов был парадоксальным, поскольку в металле электроны движутся в поле сильного ионного кристаллического (периодического) потенциала. Учет периодичности действующего на электроны в кристалле ионного потенциала позволил показать, что их энергетический спектр имеет зонную структуру, а энергия электронов является функцией импульса (точнее, квазиимпульса - этим подчеркивается, что электрон движется в кристалле). Рассмотрим подробнее эти представления.
2.Атомно-кристаллическое строение металла.
Металлы, описываемые пространственной кристаллической решеткой, под которой понимают наименший комплекс атомов, при многократной трансляции которых по всем направлениям воспроизводится пространственная кристаллическая решетка.
В узлах кристаллической решетки располагаются атомы.
Пространственную кристаллическую решетку легче всего представить в виде элементарной кристаллической ячейки. Ячейка – это та часть решетки, при многократной трансляции которой она и воспроизводится.
Три основные вектора элементарной ячейки называются трансляционными плоскими осевыми единицами.
Абсолютная величина трансляции – это период кристаллической решетки.
Период кристаллической решетки измеряют в анкстреммах
1А=10-8 см или в кХ (килоиксах), так называемых кристаллографических анкстреммах.
1кХ=1,00202 А
На одну элементарную ячейку приходится различное количество атомов; при чем атомы занимают определенные места в ячейке.
В зависимости от расположения атомов в ячейке различают простые, кубические, объемно-центрированные кубические, гранецентрированные кубические, гексагональные решетки.
1.Простая решетка представляется в виде куба, в узлах которой располагаются атомы.
Простейшая решетка описывается одним параметром, которым является ребро куба а.
2.Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) представляет собой также куб, внутри которого дополнительно расположен еще один атом.
Параметры решетки определяются длиной ребра куба а.
3.Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) представляет собой куб, В центре каждой грани которого расположены дополнительно по одному атому.
4.Гексагональная плотно упакованная решетка. В отличие от кубической характеризуется двумя параметрами а и с.
В случае, если отношение с/а=1,666, то решетка считается плотноупакованной, а иначе – неплотно упакованной.
Примеры:
ОЦК – вольфрам, молибден, железо Fea;
ГЦК – алюминий, медь, никель, железо Feg;
ГПУ – бериллий … .
Некоторые металлы, например индий, имеют тетрагональную решетку.
Свойства металлов при прочих равных условиях определяются типом кристаллической решётки, т.е. количеством атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку. На простую ячейку приходит с один полный атом.
Н а ОЦК ячейку приходится два атома: один атом вносится атомом и один принадлежит только этой ячейке.
Для ВЦК на одну ячейку приходится четыре атома.
Плотность кристаллической решетки определяется, так называемым координатным числом. Под координатным числом понимается число атомов, находящихся на кратчайшем расстоянии от данного атома. Для ОЦК решетки К=8, для ГЦК – К=12 и для ГПУ – К=12.
От величины координатного числа зависит компактность (плотность укладки) кристаллической решетки. Так в простой кристаллической решетки плотность укладки атомов в ячейке составляет менее 50%. В ОЦК – 50%, в решетках с координатным числом 12 – порядка 75%.