Реферат: Металлические материалы 2
– Химический анализ устанавливает наличие химических элементов в металле и сплаве;
– Макроанализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или в лупу. Позволяет обнаружить усадочные раковины, пустоты, трещины, неметаллические включения, наличие вредных примесей (серы, фосфора);
– Микроанализ – изучение структуры металлов с помощью микроскопа. Позволяет определить структурные составляющие металлических сплавов, наблюдать расположение фаз, их форму и размеры;
– Термический анализ сводится к определению критических точек при нагревании и охлаждении с построением кривых «температура – время»;
– Рентгенографический анализ основан на различной степени поглощаемости рентгеновских лучей металлом и сплавом: сильнее – сплошным металлом, меньше там, где находятся газовые и шлаковые включения, трещины. Все это фиксируется на экране или фотоснимках;
– Ультразвуковая дефектоскопия основана на различной скорости прохождения ультразвука, позволяет обнаружить инородные включения, раковины, трещины (проверка качества сварочных работ);
– Механические испытания , подразделяются на: статические и динамические .
1) При статических испытаниях металл подвергается действию постоянной силы или силы, возрастающей медленно;
2) При динамических испытаниях металл подвергается действию ударов или быстро возрастающей силы.
Атомно-кристаллическое строение металлов
Рис. 5.2. Основные виды элементарных ячеек кристаллических решеток
металлов: а-объемноценрированая кубическая; б-гранецентрированная
кубическая; в-гексагональная
а) – К, Li. Na, Mo, Cr, альфа железо; б) – Ni, Au, Pt, γ-железо; в) – Cd. α-Тi, α-Zn.
Фазой называется физически и химически однородная часть системы, имеющая одинаковый состав, строение и агрегатное состояние и отделенная от остальных частей системы разделяющей поверхностью. Жидкий металл является однофазной системой. Смесь двух различных кристаллов или одновременное существование жидкого расплава и кристаллов являются двух или трех фазной системой. Составляющие сплавов называются компонентами . Различают следующие виды сплавов :
– Неоднородные - это механические смеси, состоящие из смеси кристаллов компонентов;
– Однородные - состоят из одной фазы:
1) Твердые растворы, полученные при затвердевании расплавов;
2) Химические соединения, образовавшиеся при химическом взаимодействии компонентов. Химические соединения образуются между компонентами с отличающимися электронным строением атомов и кристаллических решеток;
3) Электронные соединения. Они образуются между одновалентными элементами или переходными металлами и простыми металлами валентностью от 2 до 5.
Разновидности растворов:
Твердые растворы – представляют собой фазы, в которой один из компонентов сплава сохраняют свою кристаллическую решетку, а атомы другого компонента располагаются в кристаллической решетке первого компонента.
Твердые растворы : замещения; внедрения.
В растворах замещения атомы растворенного компонента замещают часть атомов растворителя в узлах его кристаллической решетки.
В растворах внедрения – атомы растворяемого вещества располагаются в междоузлиях. Характерны для элементов с малым атомным радиусом.
Фазовый состав и структурные составляющие углеродистых сплавов - сталей и чугунов - в равновесном состоянии описываются диаграммой состояния «железо – углерод» (на Рис. 5.3. приведена Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов, содержащих до 6,7% углерода).
Рис 5.3. Диаграмма Железо-Углерод .
Все линии на диаграмме соответствуют критическим точкам, т.е. тем температурам, при которых происходят структурные изменения в сплавах.
- Линия АВСД – линия начала кристаллизации сплава (линия ликвидуса).
- Линия АНJЕСF – линия конца кристаллизации сплава (линия солидуса).
Чаще всего в железоуглеродистых сплавах углерод встречается в виде твердых растворов внедрения в a-железо и g-железо, а также в виде химического соединения Fe3 C – цементита.
Между линиями ликвидуса и солидуса сплавы состоят из жидкого расплава и твердых кристаллов (двухфазная система).