title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Кристаллическое строение металлов

Кристаллическое строение металлов

Как известно, сплавы в отличие от простых или чистых металлов являются сложными металлами, состоящими из нескольких элементов; сплавы получают путем сплавления этих элементов в жидком состоянии.
Причина изменения свойств металлов и сплавов заключается в том, что частицы, из которых они состоят, при определенных условиях приобретают иное взаимное расположение. То или иное расположение частиц, из которых состоят твердые тела, называется их внутренним строением, или структурой.
По внутреннему строению все твердые тела подразделяются на аморфные и кристаллические.
При аморфном строении тела частицы, из которых оно состоит, расположены беспорядочно (например, в стекле, смоле и др.).
В телах с кристаллическим строением частицы, из которых они состоят, расположены в строго геометрическом порядке.
Все металлы и сплавы являются кристаллическими телами. Прочность металла в различных направлениях неодинакова, и переход из жидкого состояния в твердое (кристаллизация) происходит при строго определенной температуре.
В процессе затвердевания в жидком металле сначала появляются мельчайшие группы кристаллов, которые постепенно растут, напоминая ветви дерева. Отсюда их название — дендриты. В то же время возникают новые центры кристаллизации. В результате роста кристаллов и возникновения новых центров кристаллизации в окончательно затвердевшем металле мы наблюдаем крупные кристаллы неправильной формы, называемые зернами (рис. 9).

Металлы и сплавы состоят из зерен, тесно прилегающих друг к другу. От расположения зерен, их формы и величины зависят механические свойства металлов и сплавов.
Структуру металла (величину зерна) можно грубо определить на глаз по излому, а более точно — под микроскопом при увеличении от 100 до 10 000 раз.
Для определения структуры с помощью микроскопа изготовляют тщательно отполированные срезы металла — шлифы, которые подвергают химическому травлению; в результате этого некоторые составные части металла немного растворяются и при сильном увеличении под микроскопом на полированной поверхности металла обнаруживают рельефные фигуры различных по величине и составу зерен. Так определяют микроструктуру стали (рис. 10).

Химическим анализом устанавливается состав данного металла. Химический состав является основной характеристикой металла и им в значительной степени (но не полностью) предопределяются остальные свойстве.
В зависимости от химического состава, структура черных металлов носит следующие названия: феррит — чистое железо, цементит — химическое соединение железа с углеродом, перлит — смесь феррита и цементита.
Исследование структуры металла дает надежный способ проверки влияния на него различных видов обработки.
Как общее правило следует указать, что чем мельче зерна, тем выше механические свойства материала.
Крупнозернистая структура получается в отливках, мелкозернистая структура получается в результате прокатки, ковки-штамповки и главным образом в результате термической обработки.
Механические свойства металлов в результате тепловой обработки сильно изменяются. Способностью металла изменять свои механические свойства при тепловой обработке широко пользуются в производстве.
Зная химический состав и структуру металла, можно во многих случаях получить приближенное суждение и о его механических свойствах.

title-icon Подобные новости