- •2. Черные и цветные металлы
- •3. Типы кристаллических решеток
- •4. Дефекты в кристаллах
- •5. Анизотропия кристаллов
- •6. Кристаллизация металлов
- •7. Строение механического слитка
- •8. Физические свойства металлов
- •9. Химические свойства металлов
- •10. Основные механические свойства
- •11. Упруг ость, п ластичность, вязкость
- •12. Твердость, у сталость, выносливость
- •13. Испытания на у дарную вязкость,
- •14. Технологические
- •15. Нагрев металлов п ри обработке
- •16. Основные сведения о сплавах
- •17. Диаграмма состояний для случая
- •18. Диаграмма состояний сплавов,
- •19. Диаграмма состояния сплавов для
- •20. Диаграмма состояния сплавов,
- •21. Структурные составляющие
- •22. Диаграмма состояния «железо —
- •23. Диаграмма состояния «железо —
- •24. Продукция черной металлургии
- •25. Сп особы литья
- •26. Влияние компонентов на свойства
- •27. Белый и серый чугу н
- •28. Высокопрочный чугу н
- •29. Ковкий чугу н
- •30. Чугу ны со специальными
- •31. Стали, их классификация
- •32. Сп особы п олучения стали из чугу на
- •33. Влияние уг лерода на свойства
- •34. Влияние п остоянных п римесей
- •35. Стали уг леродистые обыкновенного
- •36. Стали уг леродистые качественные
- •37. Влияние легирующих элементов.
- •38. Цементуемые, у лучшаемые
- •39. Углеродистые инструментальные
- •40. Легированные инструментальные
- •41. Коррозионно-стойкие стали
- •42. Жаростойкие и ж аропрочные стали
- •43. Магнитные и магнитно-мягкие стали
- •44. Износостойкие стали.
- •45. Методы п олучения
- •46. Понятие термической обработки
- •47. Превращения в стали п ри нагреве
- •48. Превращения в стали
- •49. Ау стенитно-мартенситное
- •50. Отжиг
- •51. Закалка
- •52. Виды закалки
- •53. Отпу ск
- •54. Нормализация. Д ефекты
- •55. Термомеханическая обработка стали
- •56. Химико-термическая обработка
- •57. Азотирование
- •58. Поверхностное уп рочнение стали
- •59. Особенности термической
- •60. Термообработка серого и б елого
- •61. Получение алюминия
- •62. Деформируемые алюминиевые
- •63. Литейные алюминиевые сплавы
- •64. Получение меди и ее сплавов
- •65. Латунь
- •66. Бронзы, сплавы меди с никелем
- •67. Получение, свойства и п рименение
- •68. Олово, свинец, цинк и их сплавы
- •69. Антифрикционные сплавы
- •70. Туг оплавкие металлы и сплавы
- •71. Методы п олучения п орошков
- •72. Формирование заготовок и изделий
- •73. Твердые сплавы
- •74. Металлокерамика
- •75. Минералокерамические твердые
- •76. Пористая и компактная
- •77. Строение и структура п ластических
- •78. Классификация п ластмасс
- •79. Полиэтилен, п оливинилхлорид
- •80. Полиамиды и п олистирол
- •81. Фторопласты и
- •82. Поликарбонаты, п енопласт
- •83. Газонаполненные и фольгированные
- •84. Резиновые материалы
- •85. Клеи
- •86. Виды лакокрасочных материалов
- •87. Древесные материалы
- •88. Прокладочные, уп лотнительные
- •89. Минеральная вата
- •90. Композиционные материалы
- •91. Аб разивный материал
- •92. Смазочные масла и смазки
- •93. Конструкционные масла
- •94. Понятие п лавильного
- •95. Чугу нное, стальное литье,
- •96. Литье в кокиль, литье
- •97. Центробежное литье, непрерывное
- •98. Электрошлаковое литье,
- •99. Пластическая деформация
- •100. Прокатка
- •101. Волочение, п рессование
- •102. Ковка
- •103. Горячая штамповка
- •104. Электрогидравлическая, холодная
- •105. Назначение и п рименение сварки
- •106. Дуг овая и г азовая сварка
- •107. Плазменная, электронно-лучевая,
- •108. Сварка давлением и друг ие виды
- •109. Резка металлов
- •110. Пайка металлов
- •111. Основы резания металлов
- •112. Геометрия режу щего инструмента
- •113. Углы заточки и уг лы режу щей
- •114. Сила и скорость резания
- •115. Выбор режимов резания и время
- •116. Об работка на токарных станках
- •117. Об работка на сверлильных
- •118. Об работка на фрезерных станках
- •119. Об работка на строгальных,
- •120. Процесс и методы шлифования
- •121. Шлифовальные, заточные
- •122. Электрофизические способы
- •123. Электрохимические способы
16. Основные сведения о сплавах
Чистые е металлы характеризуются низким пределом
прочности, поэтому в машиностроении применяют
главным образом их сплавы. Металлическим спла-
вом называют сложное вещество, полученное сплав-
лением (или спеканием)
нескольких металлов или
металлов с неметаллами. При этом улучшаются экс-
плуатационные и технологические свойства металли-
ческого материала.
Компонентами называют вещества, образующие
систему. Чистый металл представляет собой одно-
компонентную систему, сплав двух металлов — двух-
компонентную систему и т.д. Фазой называют одно-
родную часть системы, имеющую одинаковый состав,
одно и то же агрегатное состояние и отделенную от
остальных частей системы поверхность раздела, при
переходе через которую химический состав или
структура вещества изменяются скачкообразно. Со-
вокупность фаз, находящихся в равновесии при опре-
деленных внешних условиях (давлении, температу-
ре), называют системой.
Сплав называют однородным (гомогенным), если
его структура однофазна, и разнородным (гетеро-
генным), если его структура состоит из нескольких
фаз.
Под структурой сплава понимают видимое в мик-
роскоп взаимное расположение фаз, их форму и раз-
меры. Твердые растворы образуются в результате
перехода в твердое состояние однородных жидких
растворов. Твердые растворы бывают следующих ти-
пов: твердые растворы замещения и твердые раство-
ры внедрения. Независимо от типа твердые растворы
однофазны.
Химические соединения образуются при сплав-
лении различных металлов или металла с неметал-
лом. Химическое соединение — однородное крис-
таллическое тело, имеет кристаллическую решетку с
упорядоченным расположением атомов, которая от-
лична от решеток элементов, образующих это соеди-
нение.
Механическая смесь двух компонентов А и В об-
разуется тогда, когда при кристаллизации компонен-
ты сплава не способны к взаимному растворению в
твердом состоянии и не вступают в химическую реак-
цию с образованием соединения. Рентгенограмма
сплава отчетливо показывает наличие двух решеток
компонентов А и В.
Температуры, при которых изменяется строение
металлов и сплавов, называют критическими точка-
ми. При плавлении и затвердевании чистые металлы
имеют одну критическую точку, а сплавы — две. В ин-
тервале между этими двумя точками в сплавах су-
ществуют две фазы — жидкий сплав и кристаллы.
17. Диаграмма состояний для случая
неограниченной растворимости
компонентов в твердом состоянии
Диаграмма состояния — графическое изображе-
ние фазового состояния сплавов в зависимости от
температуры и концентрации компонентов. Рассмот-
рим диаграмму состояния сплавов системы «медь —
никель», которая является диаграммой для случая
неограниченной растворимости компонентов в твер-
дом состоянии (см. рисунок).
Температура плавления меди составляет 1083°С,
никеля — 1445°С.
Чистые металлы имеют одну критическую точку —
температуру затвердевания (кристаллизации), а спла-
вы — две, т.е. сплавы в отличие от чистых металлов
кристаллизуются в интервале температур. Например,
кристаллизация сплава начинается при температуре
t1, при этой температуре из жидкого сплава начинают
выпадать первые кристаллы твердого раствора, а за-
канчивается кристаллизация при температуре t3. При
этой температуре затвердевает
последняя капля
жидкого сплава. Разная температура конца кристал-
лизации сплавов свидетельствует о том, что состав
твердой фазы непрерывно изменяется.
Для построения диаграммы состояния на оси аб-
сцисс сетки в координатах температура — концент-
рация откладывают составы пяти сплавов и восста-
навливают из каждой точки вертикальные линии.
После этого переносят на эти вертикальные линии с
кривых охлаждения сплавов критические точки, а на
левой и правой ординатах температур отмечают тем-
пературы кристаллизации чистых металлов — меди
(100%) и никеля (100%). Соединив плавными кривы-
ми температуры начала и конца кристаллизации всех
сплавов, получают диаграмму состояния сплавов
системы «медь — никель» с неограниченной рас-
творимостью компонентов в твердом состоянии.
Верхняя линия на диаграмме обозначает начало
затвердевания при охлаждении или конец расплавле-
ния при нагреве, нижняя — соответственно конец
затвердевания или начало плавления. Эта диаграмма
состояния сплава меди и никеля имеет три области.
Область существования жидкого расплава (1) ле-
жит выше верхней линии, соединяющей точки плав-
ления меди и никеля, а область существования
кристаллических твердых растворов (2) — ниже
нижней линии. Между этими линиями находится
двухфазная область (3), в которой одновременно
существуют расплав и кристаллы твердого раствора.
Верхнюю границу этой области называют линией
ликвидус, а нижнюю — солидус («ликвидус» в пере-
воде с латинского означает жидкий, «солидус» —
твердый). По диаграмме состояния можно опреде-
лить концентрации твердой и жидкой фаз в сплаве
при его кристаллизации.