- •Строение конструкционных материалов.
- •Температура кристаллизации
- •Кристаллическое строение конструкционных материалов
- •Особенности строения (оцк)
- •Особенности строения (гцк)
- •Особенности строения (гпу)
- •Дефекты кристаллических решеток.
- •Линейные дефекты кристаллических решёток
- •Двухмерные дефекты кристаллических решёток
- •Типы кристаллических решёток
- •Анизотропия кристаллов и его влияние на свойства материалов.
- •Влияние дефектов кристаллических решеток на свойства материалов.
- •Виды кристаллических решеток сплава.
- •Понятие о фазах, виды фаз.
- •Механические свойства конструкционных материалов.
- •Технические свойства конструкционных материалов.
- •Литейные сплавы.
- •Производство чугуна. Исходные материалы.
- •Подготовка материалов к доменной плавке
- •Понятие о работе и устройство доменной печи
- •Производство стали. Исходные материалы
- •Конверторные способы получения сталей
- •Мартеновские способы производства сталей
- •Получение сталей в электрических печах
- •Разливка сталей и получение слитков
- •Непрерывная разливка сталей
- •Определение стали и чугуна
- •Раскисление сталей
- •Влияние серы и фосфора на свойства сталей
- •Легирование сталей
- •Классификация сталей
- •Маркировка сталей
- •Конструкционные строительные стали
- •Углеродистые качественные стали
- •Легированная сталь
- •Углеродистые инструментальные стали
- •Специальные стали (пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные и др.)
-
Анизотропия кристаллов и его влияние на свойства материалов.
В различных плоскостях кристаллической решетки атомы расположены с различной плотностью и поэтому многие свойства кристаллов в различных направлениях различны. Такое различие называется анизотропией.
Все кристаллы анизотропны. В отличие от кристаллов аморфные тела (например, смола) в различных направлениях имеют в основном одинаковую плотность атомов и, следовательно, одинаковые свойства, т. е. они изотропны.
Всем кристаллам присуща анизотропия, т. е. неравномерность свойств по направлениям, определяемая различными расстояниями между атомами в кристаллической ячейке. Наиболее сильно анизотропия выражена у металлов, имеющих асимметричное кристаллическое строение. От направления действия сил в кристалле существенно зависят такие показатели физических свойств, как прочностные характеристики, модуль упругости, термический коэффициент расширения, коэффициенты тепло- и электропроводности, показатель светового преломления и др. Анизотропия характерна и для поверхностных слоев кристаллов. Такие свойства, как поверхностное натяжение, электронные потенциалы, адсорбционная способность, химическая активность существенно различаются у различных граней кристалла.
-
Влияние дефектов кристаллических решеток на свойства материалов.
Влияние дефектов строения на свойства материалов огромно. Например, прочность реальных кристаллов на сдвиг из-за наличия дефектов строения уменьшается на три-четыре порядка по сравнению с той же характеристикой идеального кристалла. Влияние дефектов строения на прочностные характеристики металлов не однозначно. Из представленной на (рис. 6) зависимости видно, что прочность практически бездефектных кристаллов (так называемых «усов») очень высока. Увеличение количества п дефектов строения в 1 см3 приводит к резкому снижению прочности. Точка Рк характеризует прочность металлов, которые принято называть «чистыми». Дальнейшее увеличение дефектов, например, введением легирующих примесей или методами специального искажения кристаллической решетки повышает реальную прочность металлов. Для создания наиболее прочных материалов стараются получить оптимальное количество дефектов.
Дефекты кристаллической решетки, распределенные необходимым образом по объему кристалла, позволяют создавать в одном образце области с различными типами проводимости, что является необходимым при изготовлении некоторых полупроводниковых элементов.
Рис. 6. Зависимость прочности кристаллического тела от плотности дефектов строения
-
Виды кристаллических решеток сплава.
В технике значительно чаще применяют не чистые металлы, а сплавы, состоящие из двух или нескольких элементов, называемых компонентами. В качестве компонентов сплавов могут быть как чистые элементы, так и химические соединения. Широкое применение сплавов в качестве машиностроительных материалов можно объяснить тем, что они обладают разнообразным комплексом свойств, которые могут быть направленно изменены в зависимости от количества и вида компонентов, а также с помощью термической или других видов обработки.
Рис. 7. Виды кристаллических решеток сплавов.
а — твердый раствор замещения; б — твердый раствор внедрения; в — химическое соединение