- •Пособие
- •120302 – Земельный кадастр, 120303 – городской кадастр
- •Ковалев н.С.
- •Введение
- •1. Краткий исторический обзор развития и применения металлических конструкций
- •2. Структура материалов
- •3. Дефекты кристаллов
- •4. Фазовые превращения
- •Диаграмма состояния сплавов I типа
- •Диаграмма состояния II типа
- •Диаграмма состояния III типа
- •5. Общие сведения о металлах и сплавах
- •5.1. Черные металлы
- •5.2. Цветные металлы и сплавы
- •6. Механические свойства металлов
- •7. Классификация и маркировка черных металлов и сплавов
- •7.1. Классификация конструкционных сталей
- •7.2. Классификация чугунов
- •7.3. Маркировка сталей
- •7.3.1. Углеродистые стали обыкновенного качества
- •7.3.2. Углеродистые качественные стали
- •7.3.3. Маркировка легированных сталей
- •7.4. Маркировка чугунов
- •7.5. Классификация и маркировка медных сплавов
- •7.6. Классификация и маркировка алюминиевых сплавов
- •8. Термическая и химико-термическая обработка стали
- •9. Технология металлов
- •9.1. Литейное производство
- •9.2. Обработка металлов давлением
- •9.2.1. Прокатка
- •9.2.2. Ковка
- •9.2.3. Волочение
- •9.2.4. Горячая объемная штамповка и область ее применения
- •9.2.5. Холодная объемная штамповка и область ее применения
- •9.2.6. Холодная и горячая листовая штамповки
- •9.3. Обработка металлов резанием
- •9.3.1. Виды обработки
- •9.3.2. Обработка на токарно-винторезных станках
- •9.3.3. Обработка на фрезерных станках
- •9.3.4. Обработка на сверлильных станках (осевая обработка)
- •9.3.5. Обработка абразивным инструментом
- •9.4. Сварка
- •9.4.1. Виды сварки
- •9.4.2. Электродуговая сварка
- •9.4.3. Электрошлаковая сварка
- •9.4.4. Электродуговая сварка в среде защитных газов
- •9.4.5. Газовая сварка
- •9.4.6. Термитная сварка
- •9.4.7. Контактная сварка
- •9.4.8. Виды сварных соединений и швов
- •10. Применение металлов в строительстве и защита их от коррозии
- •10.1. Сортамент продукции металлургических
- •Комбинатов
- •10.2. Арматурная сталь для изготовления железобетона
- •20Ат800 гост 10884-94;
- •10Ас400 гост10884-94;
- •16Ат400к гост10884-94.
- •Проволока 5-в1400;
- •Проволока 5-Вр1400.
- •10.3. Железобетон. Номенклатура изделий
- •10.4. Металлические каркасы зданий и сооружений и защита их от коррозии
- •10.5. Металлические мосты и область их применения
- •10.6. Защита металлов от коррозии
- •Вопросы для самопроверки
- •Список литературы
- •Оглавление
- •Пособие
- •394087 Воронеж, ул. Мичурина, 1
4. Фазовые превращения
Сплавы состоят из двух и более элементов периодической системы. Элементы, образующие сплав, называют компонентами. Свойства сплава зависят от многих факторов, но прежде всего они определяются составом фаз и их количественным соотношением.
Фазой называется однородная, отделенная поверхностью часть металла или сплава, имеющая одинаковый состав, строение и свойства. В зависимости от атомно-кристаллической структуры различают твердые растворы и промежуточные фазы. Твердыми растворами называются кристаллы, в которых сохраняется тип кристаллической решетки элемента-растворителя.
Твердые растворы являются кристаллическими фазами переменного состава. Атомы растворенного элемента В размещаются в кристаллической решетке растворителя – элемента А, замещая атомы в узлах решетки или внедряясь между узлами. В первом случае кристаллы называют твердыми растворами замещения, во втором – твердыми растворами внедрения (рис. 6).
а б
Рис. 6.
Атомно-кристалли-ческая структура
твердого раствора (схема): а
- твердый раствор замещения;
б
- твердый раствор внедрения
В промежуточных фазах образуется новый тип кристаллической решетки, отличающийся от решеток элементов, его образующих. Промежуточные фазы обозначаются так же, как и твердые растворы буквами греческого алфавита. Однако допускается обозначение и химическими формулами.
Сведения о свойствах сплава можно получить из анализа диаграммы состояния.
Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение фазового состава сплавов данной системы в функции температуры и химического состава сплавов. Диаграмму состояния двухкомпонентных систем строят в координатах температура – химический состав сплава.
Положения линий на диаграмме состояния зависит от скорости охлаждения сплавов, поэтому температуры критических точек при построении диаграммы определяют при медленных охлаждениях или нагревах. Такие диаграммы называют равновесными.
Общие закономерности существования устойчивых фаз, отвечающих условиям равновесия, в математической форме выражаются правилом фаз
С = К + 1 – Ф,
где К – число компонентов в системе;
Ф – число фаз;
С – число степеней свободы.
Рассмотрим типовые примеры диаграмм состояния двойных сплавов.
Диаграмма состояния сплавов I типа
Этот тип диаграмм относится к сплавам, компоненты которых неограниченно растворяются друг в друге в жидком состоянии и нерастворимы друг в друге в твердом состоянии (рис. 7). Например диаграмма Pb – Sb.
Диаграмма состояния II типа
По такой диаграмме состояний затвердевают сплавы, компоненты которых неограниченно растворимы друг в друге как в жидком, так и в твердом состояниях. Особенностью диаграмм состояний II типа является отсутствие эвтектического сплава (рис. 8). Полная взаимная растворимость в твердом состоянии возможна тогда, когда оба компонента имеют одинаковые кристаллические решетки и атомные диаметры компонентов мало отличаются по размерам. Например, диаграмма состояний Ni – Cu, Au – Ag.