ВУЗ:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
Основы современной техники – машины и механизмы – изготавливаются в
основном из металлических материалов – металлов и их сплавов друг с другом
и с некоторыми неметаллами, прежде всего с углеродом. В жидком состоянии
большинство металлов растворяются друг в друге и образуют однородный
жидкий состав (сплав). При кристаллизации (остывании) из расплавленного
состояния различные металлы ведут себя по-разному. При этом могут быть 3
основных случая:
1. В твердом состоянии сплавляемые металлы не растворяются и химически не
взаимодействуют друг с другом. В этом случае сплав представляет собой
механическую смесь, состоит из кристаллов (зерен) одного и другого
компонентов и, как правило, имеет одну (постоянную) температуру
плавления существенно меньшую, чем температура плавления более
легкоплавкого компонента.
2. При кристаллизации из расплава растворяемость металлов в этом случае
твердая фаза носит название твердого раствора. При этом для одних
металлов их взаимная растворимость в твердом состоянии неограниченна
(золото + серебро), другие же (например, свинец + олово) растворимы друг в
друге лишь до определенных концентраций.
3. Сплавляемые металлы взаимодействуют друг с другом, образуя одно
(например, свинец + магний образуют ) или несколько (например,
золото + цинк образуют , , - три химических соединения)
соединений. Такие сплавы получили названия интерметаллические
соединения.
PbMg
2
AuZn
53
ZnAu
3
AuZn
Следует отметить, что компоненты системы некоторых сплавов могут
смешиваться (растворяться) и в твердом состоянии, образуя так называемые
твердые растворы. Это явление имеет место, если частицы (атомы)
компонентов способны замещать друг друга в кристаллической решетке.
Благодаря осуществлению такой замены вся твердая фаза представляет собой
систему не гетерогенную, а гомогенную. В быту это явление наблюдается, если
надо разъединить механическое крепление. Например, выкрутить стальной
болт (сплав железа с углеродом) из резьбы, нарезанной в таком материале, как
медь, латунь, бронза, дюралюминий, довольно затруднительно. После долгой
эксплуатации стальной болт при выкручивании из дюралюминиевой детали
рвет резьбу, а дюралюминиевый болт вообще не выкрутишь из стальной
детали.
ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛЧЕСКИХ СИСТЕМ
Диаграммы состояния получают экспериментально. Для этого каждую
приготовленную смесь расплавляют. Получающиеся жидкие сплавы (расплавы)
медленно охлаждают и строят зависимость температуры остывающего сплава
от времени, как это показано на рис. 1.
2
ВВЕДЕНИЕ Основы современной техники – машины и механизмы – изготавливаются в основном из металлических материалов – металлов и их сплавов друг с другом и с некоторыми неметаллами, прежде всего с углеродом. В жидком состоянии большинство металлов растворяются друг в друге и образуют однородный жидкий состав (сплав). При кристаллизации (остывании) из расплавленного состояния различные металлы ведут себя по-разному. При этом могут быть 3 основных случая: 1. В твердом состоянии сплавляемые металлы не растворяются и химически не взаимодействуют друг с другом. В этом случае сплав представляет собой механическую смесь, состоит из кристаллов (зерен) одного и другого компонентов и, как правило, имеет одну (постоянную) температуру плавления существенно меньшую, чем температура плавления более легкоплавкого компонента. 2. При кристаллизации из расплава растворяемость металлов в этом случае твердая фаза носит название твердого раствора. При этом для одних металлов их взаимная растворимость в твердом состоянии неограниченна (золото + серебро), другие же (например, свинец + олово) растворимы друг в друге лишь до определенных концентраций. 3. Сплавляемые металлы взаимодействуют друг с другом, образуя одно (например, свинец + магний образуют Mg 2 Pb ) или несколько (например, золото + цинк образуют AuZn , Au 3 Zn5 , AuZn3 - три химических соединения) соединений. Такие сплавы получили названия интерметаллические соединения. Следует отметить, что компоненты системы некоторых сплавов могут смешиваться (растворяться) и в твердом состоянии, образуя так называемые твердые растворы. Это явление имеет место, если частицы (атомы) компонентов способны замещать друг друга в кристаллической решетке. Благодаря осуществлению такой замены вся твердая фаза представляет собой систему не гетерогенную, а гомогенную. В быту это явление наблюдается, если надо разъединить механическое крепление. Например, выкрутить стальной болт (сплав железа с углеродом) из резьбы, нарезанной в таком материале, как медь, латунь, бронза, дюралюминий, довольно затруднительно. После долгой эксплуатации стальной болт при выкручивании из дюралюминиевой детали рвет резьбу, а дюралюминиевый болт вообще не выкрутишь из стальной детали. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛЧЕСКИХ СИСТЕМ Диаграммы состояния получают экспериментально. Для этого каждую приготовленную смесь расплавляют. Получающиеся жидкие сплавы (расплавы) медленно охлаждают и строят зависимость температуры остывающего сплава от времени, как это показано на рис. 1. 2