Példák az anyagtudomány problémáira
A fémkötés az fémek fémtartalmú kristályos anyagokban (fémek, fémidékek) való kötődésének típusa. M. with. a kvázi-mentes elektronok (vezetőelektronok) nagy koncentrációja az ilyen kristályokban. A negatív töltésű elektrongáz "pozitív töltésű ionokat" kapcsol össze egymással.
A kovalens kötés a két atom közötti kémiai kötés egyik fajtája, amelyet egy közös elektronpár (elektronból egy elektronból) valósít meg. C. a. létezik mind a molekulákban (bármely aggregált állapotban), mind az atomok között, amelyek a kristály rácsát alkotják. C. a. képes kötni az azonos atomokat (a H2, Cl2 molekulák gyémántkristályokban) vagy más (vízmolekulákban, SiC karborundum kristályokban). A szerves vegyületek molekuláinak szinte minden típusú kötése kovalens (C - C, C - H, C - N, stb.). C. a. nagyon tartósak. Ez magyarázza a paraffin szénhidrogének kémiai aktivitását. Sok olyan szervetlen vegyület, amelynek kristályai atomrácsot tartalmaznak, azaz szén nanocsövek segítségével. Magas olvadáspontúak, magas keménységűek és kopásállóak. Ezek közé tartoznak néhány karbid, szilicid, borid, nitrid (különösen a híres borazon BN), amelyek az új technikában alkalmazást találtak.
Ionos kötéssel - electrovalent kötés, bifunkciós kötés, egy típusú kémiai kötés, amelynek alapja közötti elektrosztatikus kölcsönhatás ellentétes töltésű ionok. Az ilyen kötések viszonylag tiszta formában a alkálifém-halogenideket, például KF, mivel az alkálifém-atomok egy gyenge Confine elektronok (kötési energiája körülbelül 3,5 eV), és a halogénatomok a legmagasabb affinitást mutatnak az elektron. De még kristályok (a inkább a molekulák) ezen vegyületek teljes egészében átvittük egy elektron: halogénatom, egy fématom a legtöbb még mindig előfordul. A formáció korábban elterjedt elképzelései a két, három vagy négy töltésű Ca 2+ ionok egyéb esetekben. C 2-. B 3+. Si 4+ nem erősítették meg, mivel ilyen esetekben kémiai kötés bonyolultabb módon alakul ki. A kötés ionicitásának mérésére a hatékony iontöltet fogalmát alkalmazzuk.
A magas széntartalmú U11 szerszámacél kezdeti felépítése a melegítés előtt a perlit + karbidok.
A V11 acél kritikus pontjai: A c 1 = 730 ° C És cm = 810º.
A hipereutectoid acélok (% C> 0,8%) felmelegedésének optimális fűtési módja AC 1 + (30 ÷ 50º), azaz kb. U11 - 760-780 ° C-on. Ebben az esetben a kioltás után finom szemcse van, amely az U11 acél legjobb mechanikai tulajdonságait biztosítja.
Az U11 acél felmelegedése és öregítése 850 ° C-on, mielőtt a kioltás elősegíti a gabona növekedését és az acél mechanikai tulajdonságainak romlását hőkezelés után. A durva szemcsés szerkezet az acél megnövekedett törékenységét okozza. néha repedésekhez vezet.
Az elő-eutektoid acél edzettsége az acél felmelegítését jelenti a kritikus hőmérséklet feletti hőmérsékleten (Ac3), az áztatásnál és az azt követő hűtésben, a kritikus értéket meghaladó sebességgel.
Az ac3 pont hőmérséklete a 30 acél esetében 820 ° C.
A 350 HB keménység eléréséhez szükséges hőkezelés egy izotermikus hűtlenség a hosztit számára. Hevítőközegként az izotermikus lehűléshez leggyakrabban olvadt sókat alkalmaznak, amelyek hőmérsékleti tartományát kísérletileg határozzák meg.
Amikor a V8 acél felmelegszik az A 1 felett, a perlit az ausztenitbe vezetik. Az ausztenit sóinak olvadása következtében egy ferrit-cementit szerkezetű - masto-tit képződik.
6. ábra - Az U8 acél ausztenite izotermikus transzformációjának diagramja
A hőkezelés eredményeként az acél keménysége 350 N, a szerkezet mostohagyíz.
Elsődleges kristályosítással vas-szén ötvözet rendszer megkezdi elérésekor hőmérsékleten megfelelő sor ABCD (likvidusz vonal), és véget ér a hőmérsékleten AHJECF alkotó vonal (szolidusz vonal).
A BC vonalnak megfelelő hőmérsékleten az ausztenit kristályosodik a folyékony oldatból. A 4,6% és 6,67% közötti széntartalmú ötvözeteknél a CD vonalnak megfelelő hőmérsékleten. Az elsődleges cementit kristályait el kell osztani. A folyékony fázisból kristályosodó cementanyagot elsődlegesnek nevezik. A C pontnál 1147 ° C hőmérsékleten és 4,3% -os folyékony oldatban lévő szénkoncentrációnál eutektikus keletkezik, amelyet rézburiittént neveznek. Az eutektikus transzformáció a ledeburiit képződésével a HF4.3 A [A2.14 + C6.67] képletben írható le. Az öntvények elsődleges kristályosításának folyamata az ECF vonalban fejeződik be, a ledeburit képződésével.
Így, öntöttvas szerkezet alatt 1147 ° C-on lesz: hypoeutectic - Ledebur + ausztenit, eutektikus - Ledebur és hipereu - cementitet (elsődleges) + Ledebur.
A szilárd állapotban előforduló transzformációkat másodlagos kristályosításnak nevezzük. A γ-vas α-vasra hűtése és az ausztenit bomlása során bekövetkező átmenethez kapcsolódik.
A GS sor megfelel az ausztenit ferritvé alakulásának kezdeti hőmérsékletének. A GS vonal alatt az ötvözetek ferritből és ausztenitból állnak.
Az E S vonal az ausztenitől a cementit elszigeteltségének kezdeti hőmérsékletét mutatja az ausztenitben lévő, a hőmérséklet csökkenésével járó oldékonyság csökkenésének következtében. Az ausztenitből felszabaduló cementanyag másodlagos cementitnek nevezik.
Az S ponton 727 ° C hőmérsékleten és 0,8% -os ausztenit tartalmazó szénkoncentrációnál ferrit és cementit tartalmazó eutektoidkeverék keletkezik, amit perlitnek neveznek. A perlitot az ausztenitből származó ferrit- és cementitrészecskék egyidejű kicsapódásának eredményeképpen kapják meg. Az ausztenit perlitté alakító folyamat A0.8 П [Ф0.03 + σ6.67] -ként írható le.
A PQ-vonal azt jelzi, hogy csökken a szén hidridben való oldhatósága hűtés közben és a cementit felszabadulása, amelyet tercier cementitnek neveznek.
Ezért, ötvözetek, amelyek kevesebb mint 0,008% szenet (Q pont) egyfázisú ferrit és nettó szerkezete, és ötvözetek, amely szenet 0,008-0,03% - szerkezete ferrit + cementit tercier és úgynevezett technikai vas.
A pre-eutektoid acélok 727 ° C alatti hőmérsékleten ferrit + perlit szerkezetűek és hipereutectoid acélok - perlit + cementes szekunder, rácsként a szemcsehatárok mentén.
Az előzetesen eutektikus öntöttvasban az 1147-727 ° C hőmérséklet-tartományban az ausztenitből az ausztenit lehűlése után a másodlagos cementit felszabadítják az ausztenitből, a szén oldhatóságának csökkenése miatt (ES vonal). Amikor a hőmérséklet eléri a 727 ° C-ot (PSK vonal), az ausztenit 0,8% -kal (S pont) szénnel lecsökkent, perlitré alakulva. Így a végső hűtést követően a pre-eutektikus öntöttvas szerkezete perlit, szekunder cementit és redeburit átalakított (perlit + cementit).
Az eutektikus öntöttvas szerkezete 727 ° C alatti hőmérsékleten a ledeburit átalakul. A hipereutektikus öntöttvas 727 ° C alatti hőmérsékleten ledeburiittal és cementit primer anyagból áll.
A fázisszabály meghatározza a szabadsági fokok számát, az összetevők számát és a fázisok számát, és azt a következő egyenlettel fejezzük ki:
C = K + 1-F,
ahol C a rendszer szabadságfokainak száma;
K a rendszer alkotóelemek száma;
1 a külső tényezők száma (a külső tényező csak a hőmérséklet, mivel a nyomás, a nagyon magas érték kivételével, kevés hatással van a szilárd és folyékony állapotú ötvözetek fázis egyensúlyára);
Ф az egyensúlyi fázisok száma.
A szénből készült vasötvözet, amely 0,01% C-ot tartalmaz, az elő-eutektoid acélnak nevezik. A szerkezete szobahőmérsékleten a Ferrite + Cementite (primer).
5. ábra: vas-cementit-diagram,
b-hűtési görbe 0,01% szén-dioxidot tartalmazó ötvözethez