- •I. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток.
- •II. Полиморфные и магнитные превращения в металлах.
- •III. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения металлов.
- •IV. Формирование структуры металлов и сплавов при первичной кристаллизации
- •V. Фазы в металлических сплавах : твердые растворы , химические соединения, гетерогенные структуры.
- •VI. Упругая и пластическая деформация. Структура деформированного металла. Наклеп
- •VII . Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •VIII . Механические свойства металлов. Диаграмма растяжения металлов.
- •IX. Методы определения твердости
- •X. Характеристика прочности и пластичности.
I. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток.
Все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, те атомы расположены упорядоченно и образуют кристаллическую решетку. Различают 3 типа решеток:
1) простая кубическая (куб).
2) объемно – центрированная кубическая (оцк)
3) Кубическая гранецентрированная (гцк) (свинец, никель, золото, марганец). Куб, в котором атомы расп. по углам + по серединам граней.
Чем больше плотность упаковки, тем выше пластичность.
II. Полиморфные и магнитные превращения в металлах.
Полиморфизм - Свойство металла изменять кристаллическую решетку с изменением температур. Полиморфные превращения происходят в чистых металлах, в сплавах, в химических соединениях.
Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов и сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электропроводности, магнитных свойств, механических и химических свойств и т. д. В результате полиморфного превращения образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Поэтому такое превращение называют перекристаллизацией. Полиморфные модификации обозначают α, β, и т д.
Некоторые металлы намагничиваются под действием магнитного поля. После удаления магнитного поля они обладают остаточным магнетизмом. Это явление впервые обнаружено на железе и получило название ферромагнетизма. К ферромагнетикам относятся железо, кобальт, никель и некоторые другие металлы.
При нагреве ферромагнитные свойства металла уменьшаются постепенно: вначале слабо, затем резко, и при определенной температуре (точка Кюри) исчезают (точка Кюри для железа – 768о C). Выше этой температуры металлы становятся парамагнетиками. Магнитные превращения не связаны с изменением кристаллической решетки или микроструктуры, они обусловлены изменениями в характере межэлектронного взаимодействия.
III. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения металлов.
Локальные несовершенства (дефекты) в строении кристаллов присущи всем металлам. Эти нарушения идеальной структуры твердых тел оказывают существенное влияние на их физические, химические, технологические и эксплуатационные свойства.
Дефекты кристаллического строения удобно классифицировать по их геометрической форме и размерам:
1) точечные (нульмерные) малы во всех трех измерениях, их размеры не больше нескольких атомных диаметров - это вакансии, межузельные атомы, примесные атомы;
2) линейные (одномерные) малы в двух направлениях, а в третьем направлении они соизмеримы с длиной кристалла - это дислокации, цепочки вакансий и межузельных атомов;
3) поверхностные (двумерные) малы только в одном направлении и имеют плоскую форму - это границы зерен, блоков и двойников, границы доменов;
4) объемные (трехмерные) имеют во всех трех измерениях относительно большие размеры - это поры, трещины;
Точечные дефекты - это вакансии, т. е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют в результате их перехода на поверхность кристалла, или атомы, внедрившиеся в межузлие решетки.