Судостроительные материалы. Мутылина И.Н. - 9 стр.

                          Глава 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ СПЛАВОВ


     Фазы в металлических сплавах
     Раньше сплавы получали преимущественно путем сплавления. В настоящее время мно­
гие материалы получают порошковой металлургией, диффузионным способом, плазменным
напылением, электролизом и т.д.
     Преимущественное использование в промышленности находят не чистые металлы, а
сплавы металлов с металлами и неметаллами. В сплавах элементы различно взаимодейству­
ют между собой, образуя кристаллические фазы, отличающиеся по химическому составу,
типу связи и строению.
     В сплавах в зависимости от взаимодействия компонентов могут образовываться следую­
щие фазы: жидкие растворы, твердые растворы или химические соединения.
     Твердыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава (раство­
ритель) сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы другого или других компонентов
располагаются в решетке первого компонента, изменяя ее размеры (параметры). Твердые
растворы обозначаются буквами греческого алфавита, например α, β, γ.
     Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения.
     Твердые растворы замещения возникают при занятии некоторых узлов решетки матри­
цы атомами другого элемента, т.е. замещением атомов матрицы. Атомы растворенного
компонента могут замещать любые атомы растворителя, но взаимное расположение всех
атомов является статистически неупорядоченным.
     При образовании твердого раствора кристаллическая решетка всегда искажается, и пери­
оды ее изменяются. При образовании твердого раствора замещения период решетки может
увеличиться или уменьшиться в зависимости от соотношения атомных радиусов растворите­
ля и растворенного компонента (рис. 3).
     В тех случаях, когда компоненты могут замещать один другого в кристаллической ре­
шетке в любых количественных соотношениях, образуется непрерывный ряд твердых
растворов.




Рис. 3. Искажения кристаллической решетки при образовании твердого раствора замещения

    Широкая область растворимости возможна в тех случаях когда в соответствии с иссле­
дованиями Юм-Розери:
    • различие атомных радиусов менее 8-13 %. Это условие называется размерный фак­
       тор. Если разница больше, искажения решетки увеличиваются, решетка неустойчива
       и наступает предел ограниченности;
    • элементы обладают почти одинаковыми электрохимическими свойствами. Близко
       расположены друг от друга в таблице Д.И. Менделеева, т.е. имеют близкое атомное
       строение;
    • кристаллические решетки сплавляемых компонентов изотипны (изоморфность реше­
       ток).


                                           9