Будова, властивості і способи випробування металів

розташування атомів у просторі.

Наслідком анізотропності кристалів єспайність, яка виявляється при руйнуванні. У місцях злому кристалів можна спостерігати правильні площини, які свідчать про зміщення частинок під впливом зовнішніх сил не безладно, а правильними рядами, у певному напрямі, відповідно до розташування частинок у кристалі. Ці площини називаються площинами спайності.

Аморфні тіла ізотропні, тобто всі ці властивості однакові у всіх напрямах. Злом аморфного тіла завжди має неправильну, викривлену, так звану раковисту поверхню.

Метали, які затверділи у звичайних умовах, складаються не з одного кристалу, а з безлічі окремих кристалів, по-різному орієнтованих один до одного, тому властивості литого металу приблизно однакові в усіх напрямах; це явище називається квазіізотропністю (уявною ізотропністю).

Алотропія металів. Алотропія металів (або поліморфізм) — це властивість перебудовувати решітку при певних температурах у процесі нагрівання або охолодження. Алотропія властива всім елементам, які змінюють валентність при зміні температури, наприклад залізу, марганцю, нікелю, олову та ін. Кожне алотропічне перетворення відбувається при певній температурі. Наприклад, одне з перетворень заліза відбувається при температурі 911 °С, нижче від якої атоми складають решітку центрованого куба, а вище — решітку гранецентрованого куба.

Структура, що має ту або іншу решітку, називається алотропічною формою, або модифікацією. Різні модифікації позначають грецькими буквами а, (3, у і т. д. , причому буквою а позначають модифікацію, яка існує при температурах нижче від першого алотропічного перетворення. Алотропічні перетворення супроводжуються віддачею (зменшенням) або поглинанням (збільшенням) енергії.

Кристалізація металів

Кристалізацією називається утворення кристалів у металах (і сплавах) при переході з рідкого стану в твердий (первинна кристалізація).

До вторинної кристалізації відносять перетворення в затверділому металі при охолодженні його. Сюди належать перекристалізація з однієї модифікації в другу (поліморфні перетворення), розпад твердих розчинів, розпад (а також утворення) хімічних сполук.

Процес кристалізації металу найлегше простежити за допомогою лічильника часу і термоелектричного пірометра, який являє собою мілівольтметр, під'єднаний до термопари. Термопару (два різнорідні дроти, спаяні кінцями) занурюють у розплавлений метал. Термострум, що виникає при цьому, пропорційний температурі металу, і стрілка мілівольтметра відхиляється, показуючи цю температуру по градуйованій шкалі.

Покази пірометра автоматично записуються в часі, і за цими даними будують криві охолодження в координатах температура — час (такі криві креслить самописець).

Температура, яка відповідає будь-якому перетворенню в металі, називається критичною точкою.

Перехід з рідкого стану в твердий при охолодженні супроводжується утворенням кристалічної решітки, тобто кристалізацією. Щоб розпочалася кристалізація, рідкий метал треба переохолоди-т й дещо нижче від температури плавлення. Тому площадка на кривій охолодження лежить дещо нижче /пл при температурі переохолодження tnp.

У деяких металів ступінь переохолодження (tnjl - /пр) може бути дуже значним (наприклад, у сурми до 40°), і при температурі переохолодження tnp, відразу бурхливо розпочинається кристалізація, в результаті чого температура стрибком підвищується майже до tnjl. У цьому разі на графіку креслиться петля теплового гістерезису.

При затвердінні та алотропічному перетворенні в металі спочатку виникають зародки кристала (центри кристалізації), навколо яких групуються атоми, утворюючи відповідну кристалічну решітку. Центрами кристалізації можуть бути неметалічні включення.

Отже, процес кристалізації складається з двох етапів: утворення центрів кристалізації і росту кристалів.

У кожного з кристалів, які виникають, кристалографічні площини орієнтовані випадково. Крім того, при первинній

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Схожі роботи

Реферати

Курсові

Дипломні