Atomic kristályszerkezete ötvözetek
Minden fém oszlanak két nagy csoportra - színes és fekete. Fekete fémek - a vas és ötvözetei (acél, öntöttvas). Színes fémek - fém Al, Cu, Mg, V. és mások.
Fémek számos jellegzetes tulajdonságai:
1. egy fémes csillogás;
2. a képesség, hogy képlékeny alakváltozás;
3. Nagy termikus és elektromos vezetőképesség;
4. egy olyan kristályos szerkezettel.
1 alapfogalmak
Az atomok vannak elrendezve rendszeres és periodikus, amely egy rács - egy képzeletbeli háromdimenziós hálózat a csomópontok, amelyek az atomok vannak elrendezve. Minden egyes atom a rácsozat ugyanabban a környezetben, azaz Ez nagyjából azonos atomok száma, amelyek egyenlő távolságra vannak.
A legkisebb mennyisége a kristály, amely egy ötlet a atomi szerkezetének a fém bármilyen mennyiségben nevezzük elemi cella.
A rács van kialakítva, rendszeresen ismétlődő „téglák” - a legkisebb elemében (egység cellák).
Részletek az kristályrétegeiben
Szerkezete és tulajdonságai kristályrétegeiben a következő jellemzők:
Időszak (paraméter) a rács - távolság mentén, a szélén a cellaegység központjai között a szomszédos atomok a kristályrácsban. Jele: a, b, c; mért Angström (1 = 10 -10 m = 0,1nm). A köbös rendszerben, az időszak 2-7 (néhány irodalmi időszakban a legtöbb fémek - 0,1-0,7 nm).
Koordinációs chisloK - azt mutatja, hogy hány atom legfeljebb közelében, és egyenlő távolságra egy adott atom. A nagyobb K nagyobb tömörítési sűrűség.
Lattice alapján - az atomok számát, hogy tartoznak a cellaegység a rács jellemzi sűrűsége.
tömörségi aránya - aránya által elfoglalt térfogat az atomok a teljes térfogatát a rács. Szintén jellemzi a rács sűrűségét.
A legtöbb fém és ötvözet kristályosodni, hogy létrehozzák a következő elemi cellák (mind a 14 Bravais rácsok):
Body-középpontos köbös rács (BCC)
2 Polimorf konverziós
Polimorf átalakítás - az a fém azon képességét, hogy létezik különböző változatban, különböző kristályos formái a hőmérséklettől függően. Amikor a polimorf átalakulás történik átrendeződése a rács másik típusú. Jelöljük stabil módosulatú alacsonyabb hőmérsékleten. Polimorf Fe, Co, Sn, Mn, Ti, V és t. D.
Ennek eredményeként a változó a polimorf átalakulás tulajdonságok (különösen a sűrűség és térfogat). Például HCC => bcc térfogata növekszik, mivel csökkentett koordinációs szám és a tömörség. A jelenség a polimorfizmus alapján hőkezelés.
3 anizotrópia fémek tulajdonságainak
Az anyagok tulajdonságai jellegétől függ az atomok és erők kölcsönhatás közöttük. Az amorf anyagok jellemzi kaotikus az atomok elrendezése, így azok tulajdonságait különböző irányokban azonos vagy izotróp. A kristályos anyagok atomsűrűséget különböző krisztallográfiai irányokban különböző, annak következtében, hogy különbség van a tulajdonságok különböző irányokba fém síkok.
A különbség a tulajdonságok a kristály, attól függően, hogy a kristálytani irányt nevezzük anizotrópia.
A tulajdonságok anizotrópiája jellemző egykristályok (egykristályok). Azonban a legtöbb műszaki fémek - polikristályos, azaz áll nagyszámú anizotrop kristályok orientált vannak rendezetlen képest egymáshoz. Ez vezet az a tény, hogy az általános tulajdonságait polikristályos
fém átlagoljuk, azaz ezek izotróp (kvázi-izotróp). Fémek válik anizotrop után nyomású kezelés a hideg állapotban, amikor a legtöbb gabona szerez azonos orientációban (textúra).
4, a kristályszerkezet hibák
Az igazi kristályok mindig vannak hibák, amelyek befolyásolják a tulajdonságokat az ötvözetek és feldolgozásuk.
Hibák - az eltérést a jogot az ideális szabályos elrendezésben atomokat a kristályrács.
Különbséget: pont, vonal és felületi (kétdimenziós) és térfogati (háromdimenziós).
Point hibák kicsik mindhárom dimenzióban (hossz - néhány atomi átmérő). Ahhoz, hogy az a pont hibák megüresedett, intersticiális atomok, szennyező atomok és komplexeik.
Pozíció - képviselik rácspontok amelyben az atomok hiányoznak ( „lyukak”). Ok - aktiválása atomok amely mindig, ha a hőmérséklet meghaladja a 0 fok Kelvin.
A kristályokat mindig tartalmaz, amelynek mozgási energia átlag feletti. Az ilyen atomok, különösen, ha ezek találhatók a felszín közelében elérheti a kristály felülete, és akkor kell cserélni atomok távolabb fekvő felületén, és ők tartoznak rácspontjain ingyenes lesz. Mivel a termikus üresedések keletkeznek, azaz. E. során fellépő fűtés.
Pozíció torzítja a kristályrácsban, és ezáltal megváltoztatják, például vezetőképesség, továbbá szerepet játszanak a diffúziós folyamatok előforduló fémek.
Szobahőmérsékleten, a megüresedett koncentráció alacsony, de magasabb hőmérsékleten, különösen a meredeken növekszik közelében az olvadáspont, de még mindig alacsony - 2% olvadási hőmérsékleten.
Pozíció gyors hűtés lehet rögzíteni (a hűtési ráta magas, és az atomok nincs ideje, hogy visszatérjen az eredeti pozícióba). Az ilyen pozíciók nevezzük kioltás.
Állásajánlatok képződnek nem csak melegítéssel hanem képlékeny deformáció révén.
Mozgás a kristály egyetlen megüresedett előfordulhat. Ebben az esetben, ezek kombinálhatók párosával alkotnak divacancy (divacancies) t. K. így csökkentve a teljes felületen, ilyen párosított pozíció ellenállás növekszik. Az is lehetséges, az oktatás és az egész trivacancies lánc.
A közbeiktatott (kificamodott atom), - a változó a rácspontok a intersticiális terekben. Alakult ritkán, azaz az energia az oktatás nagyon magas, sokszor több oktatási feladatokat.
Szennyező atomok - pótolják a fő atomok vagy beágyazott sejt belsejében.
Ponthibák befolyásolja a fémek fizikai tulajdonságainak: elektromos vezetőképesség, mágneses tulajdonságok stb valamint a fázisátalakulások a fémek és ötvözetek. A mechanikai tulajdonságait befolyásolják a kicsit.
Lineáris hibák kicsik két dimenzióban, és nagyobb mértékben a harmadik. Különösen fontos vonal típusát hibák ficamok - helyi torzítása a kristályrács jelenléte által okozott „extra” atomi sík vagy a plusz.
Marginális lineáris elmozdulás - tökéletlensége a kristályrács régió széle körül az extra. Ha az extra tetején a kristály zavar az úgynevezett pozitív és jelzi, „+”, ha az alsó, majd a negatív „-”. A diszlokációk azonos előjelű taszítják szemben - vonzotta.
Szintén él diszlokációk a kristályok képezhetők csavar diszlokációk, amelyeket úgy kapunk, részleges shift és csavar.
A diszlokációk alakulnak már során a kristályosítás alatt a fém, valamint a folyamat a képlékeny alakváltozás és fázisátalakulások.
Egy fontos jellemzője a diszlokáció szerkezet a diszlokációk sűrűségének (). A diszlokációsűrűség - a teljes hossz diszlokációk egységnyi V térfogata a kristály. A fémek otozhzhennnyh = október 06-10, 8 cm -2. Miután hidegalakítással emelkedik 10 11 - október 12 cm -2.
Burgers vektor - olyan intézkedés, a kristályrács torzítás jelenléte miatt benne a ficam után; ez jellemzi az összeg az összes rugalmas rács elmozdulások, amelyek felhalmozott körül zavar.
A diszlokációk befolyásolhatja a mechanikai tulajdonságokat a fémek.