proprietăți din aliaj
Proprietăți ale aliajului. ALIAJE DE STAT CIFRE
Metale pure sunt rar utilizate în practică (cu excepția cupru și aluminiu, care sunt utilizate drept conductoare de electricitate). Pe lângă faptul că este un metal pur este foarte greu pentru a obține (tehnologii spațiale permit să facă acest lucru), se pare că proprietățile mecanice și tehnologice nu îndeplinesc cerințele de la art. Proprietăți tehnologice - este maleabil, turnare proprietăți și prelucrabilitate a sculei de tăiere - de exemplu capacitatea unui material la o anumită tehnologie de tratare, care este dacă și cât de ușor este făcut din acest material pentru a face o piesă într-un fel. Se pare că aliaje au proprietăți mecanice și tehnologice mai bune, motiv pentru care acestea sunt utilizate pe scară largă în domeniu.
aliaj de metal numit o substanță constituită din două sau mai multe componente (metale si nemetale - O, S, P, Si), obținut prin topirea și sinterizare, electroliză și chiar sublimare.
Componente aliaje în cele mai multe cazuri, un lichid este complet solubilă într-un altul, adică reprezintă o soluție apoasă, în care atomii diferitelor componente, mai mult sau mai puțin amestecate uniform împreună. În aliaje solide formează o soluție solidă, compuși chimici, amestec mecanic.
^ Soluție 1. Hard - în multe aliaje la cristalizare (la trecerea la starea solidă) se păstrează distribuția uniformă a atomilor diferitelor componente, adică solubilitatea este reținută. Microstructura soluției solide este complet omogenă și o compoziție identică și structura de cereale similare cu grilaj metalic pur -kristallicheskaya au componente identice, dar în metalul pur, toate nodurile sunt ocupate de atomi de un element, și o soluție solidă de atomi de diferite componente care formează soluția solidă - astfel soluție numita soluție solidă de substituție. componenta Atomi-TION este dizolvat poate fi localizat în interiorul componentei de rețea cristalină - solvent - atunci această soluție se numește o implementare soluție solidă.
Solubilitatea în stare solidă poate fi nelimitat și limitat. Solubilitatea soluției solide obținută în orice raport cantitativ al componentelor, numit infinit (+ sirop de apa, apa + alcool + suc de apă). Dacă un component este dizolvat într-un alt la un anumit raport cantitativ, atunci aceasta se numește o solubilitate limitată (sare de apă + NaCl - soluție saturată).
2. Compus chimic ^ - uneori diferite metale și nemetale sau metale, pentru a forma un anumit tip de compus chimic care indică AmVn - adică m atomi de componenta A au n atomi ai componentei B. Compușii chimici au o rețea cristalină, care este diferit de rețelele cristaline care formează componente a și B. compoziția compusului chimic este constantă, adică în timpul încălzirii și răcirii nu se schimbă și proprietățile chimice ale compușilor pot diferi foarte mult de proprietățile componentelor inițiale. Exemple de astfel de compuși chimici - Fe3 C, denumite cementita sau carbura de fier. In cementita 6,67% carbon (greutate atomică de fier - 56, carbon - 12, în timp ce Fe3 C are o greutate * 3 + 56 12 = 180, pe cărbune pentru 12 180. 100% = 6,67%).
^ 3. amestec mecanic - în cazul în care componentele din aliaj în stare solidă nu sunt solubile în cealaltă și formează împreună un compus chimic cu atomii de cristalizare aliajului din fiecare component format componente separate cu zăbrele de cristal și boabe de aliaj pentru a forma un amestec mecanic ( de exemplu, cristalele și nisip de râu fracțiune, râu și zahăr).
* Conceptul de diagrama de fază a aliajelor
reprezentare grafică diagramă de stare numită a stării de fază a aliajelor ca funcție de temperatură și de concentrare.
Faceți cunoștință cu conceptele de bază:
- componenta (din cuvântul latin „constituent“) - o substanță care formează un aliaj de componente pot fi elemente separate (metale si nemetale Fe C) și compuși chimici stabile (Fe3 C);
- fază - omogenă în compoziția chimică și structura cristalină a sistemului, separat de celelalte părți ale interfeței (aceasta este, de exemplu, lichide și soluții solide, compus chimic, etc ..).
Construiți o diagramă de stare în coordonate „temperatură - concentrare“. Vom rassmat Riva aliaj binar simplu, cum ar fi format din componentele A și B. Apoi, aliajul se caracterizează printr-un punct de pe segmentul de linie este luată ca 100%. Capetele A și B corespunde la o sută compoziție la sută din componentele pure.
Orice punct de pe segmentul AB caracterizează compoziția aliajului binar:
punctul C - 25% B și 75% A
punctul D - 60% B și 40% A
Pentru a construi diagrama de fază a componentelor seriei sunt realizate din aliaje de compoziții diferite și pentru fiecare curbă de răcire construită: componentele din cerute procentual raportul-SG a fost plasat într-un creuzet (vas de tip oală realizate din materiale refractare sau refractare) și încălzite la o stare lichidă.
Aliajul topit este plasat termocuplu (două fire de diferite metale sau aliaje sunt sudate la un capăt, capetele libere ale firelor sunt atașate la un galvanometru cu tempera. - scala temperaturii La încălzirea capetelor sudate la sudură are loc termo-electromotoare, mărimea căreia depinde în mod direct de temperatura de joncțiune. termice acționează electromotor vigoare la un galvanometru, provocând devia de săgeată). Temperatura a fost măsurată în acest mod se înregistrează la intervale regulate de timp, atunci această dependență construi un teren de „inviolabil de deplasare (V) - timp (X)“. Apoi, această curbă de răcire luând punctele critice ale fiecărui aliaj și le-a transferat într-o diagramă de stare.
În funcție de natura structurii care rezultă din aliaje (amestec mecanic, o soluție solidă, un compus chimic) distinge următoarele tipuri principale de diagrame de stare:
1. Cazul insolubilității complet în componentele în stare solidă (amestec mecanic);
2. Cazul solubilitate nelimitată a componentelor în stare solidă;
3. Cazul solubilitate limitată a componentelor în stare solidă;
4. Atunci când componentele formează un compus chimic.
Să le examinăm în detaliu.
1. Cazul în care componentele au solubilitate nelimitată în stare lichidă și nu se dizolvă în stare solidă una în alta, adică formează un amestec mecanic. Fiecare componentă are punctul său de topire (l solidificare).
Se toarnă aliaje punctiforme de compoziție intermediară aparent va fi situată undeva între temperatura de topire a A și B. Temperatura de topire nu este așa.
Se pare că, pentru orice componentă are un anumit procent din aceste componente, care produce un amestec mecanic foarte special, numit eutectic (din cuvântul grecesc „legkoplavyaschiysya“), care are următoarele proprietăți:
1) eutectic solid - un înalt dispersat (adică, format din particule foarte mici - cristal) amestec de cristal A și B,
2) temperatura de solidificare sub temperatura minimă de topire (în acest caz, compusul A),
3) este topit și solidificat eutectic la o singură temperatură (temperatura eutectică)
4) o compoziție eutectică lichidă este aceeași ca și de compoziția eutectică solid (compoziția eutectică).
Toate celelalte aliaje sunt solidificate într-un interval de temperatură - de la temperatura lichidus (adică începutul solidificare) la temperatura solidus (adică, capătul de solidificare). Dacă combina toate diferite temperaturi de la debutul aliajelor durificate cu toate rigidizarea temperatură finală de diferite aliaje, obținem linia lichidus și solidus. În care topitura deasupra liniei lichidus este în stare lichidă sub linia solidus - un aliaj în stare solidă, între liniile - amestecul fazei lichide și început să se cristalizeze componentelor A și B. Cristalizarea merge în sus până când compoziția fazei lichide a eutectică nu va avea loc atunci solidificarea compoziției eutectică și aliajul solid final - un amestec mecanic al cristalelor eutectice și component pur a și B. Dacă temperaturile de solidificare pentru aliaje diferite este constantă, temperatura lichidus - modificare I, deoarece depinde de concentrația de aliaj (adăugarea unui component reduce temperatura de topire a altei componente).
2. Cazul în care componentele sunt infinit solubile unul în celălalt în stare solidă. Diagrama este după cum urmează:
Structura aliajelor de concentrare omogenă este soluții solide dintr-un component în altul - . Se obține o de serie de aliaje de concentrații diferite.
Solubilitatea limitată a componentelor.
O trăsătură caracteristică - prezența liniilor de solubilitate limitată. „Limited sol-jantă“ înseamnă că o concentrație de 1 component B este solubil în A, și apoi (.) - fără însă diagrama cum se împarte în două părți - (.) 1 diagrama este dat solubilitate nelimitată după (.) 1 - complet insolubil, diagrama ca un amestec mecanic. Punctul 2 (.) - concentrația aliajului eutectic.
Toate aliajele cu o concentrație mai mică de substanță B (.) S sunt soluții solide înainte de răcirea completă. Aliaje o concentrație de până la S 1 deasupra liniei SE (.) (.) - soluții solide (soluții solide dintr-un component în alta) și soluția de SE sub devin cristale componente proeminente B au fost reduse în solubilitate în A. Aceste Cristalele sunt numite secundare. Procesul de formare a cristalelor secundare ale soluției solide se numește cristalizare secundară, în contrast cu izolarea cristalelor din faza lichidă (primară-TION a cristalului). Eutectică este un amestec de cristale + BI. Când temperatura scade sub solubilitate tehnol de la B la A este redus, astfel încât atunci când temperatura soluției solide dreapta linie SE, înseamnă în zona dintre (.) 1 și (.) 2, Cristalele de asemenea, vor fi furnizate și secundară, spre deosebire regiune (.) 2 ÷ 100% B, în cazul în care cristalele primare alocate B.
4. Un compus chimic - în esență aliaje diagrama substanțelor A și B este format din două diagrame de stare - O substanță cu compoziția chimică și substanța AMBN în compoziția chimică AMBN.
Proprietățile aliajelor depind de interacțiunea componentelor A și B, și anume dacă au obținut structura. caracterizate prin diagramele de fază și arată interacțiunea componentelor care structura este obținută în funcție de compoziția aliajului. Între proprietățile și tipul de diagrama de stat există o legătură (aceste aspecte studiate academician Kurnakov). Proprietățile de comunicare ale aliajelor cu tipul de diagrama de fază reprezentată schematic mai jos: panou superior prezintă diagrama de stare corespunzătoare, figura de jos arată modul în care proprietățile diferitelor varia concentrațiile aliajelor intermediare.
Fig. 1. La formarea proprietăților mecanice ale aliajelor variază în amestec rectiliniu.
Fig. 2. Formarea de soluții proprietăți solide variază în funcție de curbe netede.
Fig. 3. Proprietățile diferitelor aliaje la concentrații diferite.
Cele mai bune proprietăți tehnologice sunt aliaje eutectice. diagrame de stat permit să anticipeze comportamentul aliajelor pentru a selecta concentrații optime de aliaje, în funcție de scopul lor.
Întrebări pentru a pregăti
De ce, în practică, mai frecvent utilizate aliaje decât metalele pure?
Ca proprietăți ale compușilor chimici legate cu proprietățile care formează ele componentele?
Aliaje ale compoziției sunt topite?
Care sunt proprietățile metalelor sunt numite tehnologie?
Ce este un amestec mecanic?
Are schimbarea compoziției de eutectică în timpul cristalizării?
Care este aliajul de metal?
In cazul in care, un amestec mecanic care?
Care este temperatura lichidus?
Ce este un aliaj în stare lichidă?
amestec mecanic robust al structurii cristaline?
Care este starea (compoziția fazei) aliajul deasupra liniei lichidus?
Ceea ce se numește o componentă a aliajului?
În cazul dizolvării componentelor în reciproc care constituie amestecul mecanic?
Cât de diferită de temperatura de topire a componentelor componentelor eutectic din aliaj de topire?
Ce formă cristalină aliaje de structură în stare solidă?
Poate un compus chimic pentru a fi o componentă a aliajului?
Care este linia lichidus?
Ce este un aliaj ternar?
Ceea ce este numit în faza de metal?
Care este starea aliajului sub linia solidus?
Ce este o soluție solidă?
Care este concentrația substanței în soluție?
Care este structura cristalină a eutectice?
Ce este cristalizarea?
În ce coordonate sunt construirea unei diagrame de stare?
Care este temperatura solidus?
Ceea ce se numește cinci aliaj?
Care este starea aliajului între liniile lichidus și solidus?
Aliaj care are proprietăți tehnologice mai bune?
Care este microstructura unei soluții solide?
Determinată prin concentrația aliajului pe diagrama de fază?
Ce fel de proces este în aliaj în zona dintre liniile lichidus și solidus?
Care este solubilitatea metalelor unul în celălalt?
Cum de a construi o diagrama de stare?
Care este linia solidus?
Cum solubilitatea temperaturii?
Cum se măsoară temperatura aliajului?
Care este componența liniei de aliaj solid solidus?
Ce este o soluție solidă substituțională?
Pentru unele puncte de curba de răcire este o diagramă a statului?
Cum temperatura lichidus a diagramei de fază sunt insolubile unul în celălalt component?
Ceea ce se numește compușii chimici ai metalelor?
Care sunt principalele tipuri de diagrame de stare, știi?
Care este starea aliajului sub linia lichidus?
Care este solubilitatea metalelor unul în celălalt?
Ce este Termocuplu?
Ce este o soluție solidă interstițială?
Cum temperatura solidus a diagramei de fază sunt insolubile unul în celălalt component?
Desenați o diagramă a unei stări de componente complete de insolubilitate unul în celălalt.
Care este structura componentelor din aliaj, infinit solubil în altul în stare solidă?
Se specifică starea componentelor diagrama, parțial solubilă într-un altul, linia de solubilitate limitată.
Ce este un compus de metal de cristal cu zăbrele?
Desenați diagrama fază completă de solubilitate a componentelor în reciproc.
Ce este o soluție solidă substituțională cristal zăbrele?
Diagrama de fază a desena o solubilitate parțială a componentelor în reciproc.
Ce cristale sunt numite primar? Secundar?
Ce este solubilitate nelimitată de metale în unul pe altul?
Desenați un compus chimic compus diagrama.
În ce stare este aliajul deasupra liniei solidus?
Cum compoziția compușilor chimici, atunci când modificările de temperatură?
Ce este eutectic?
Care este cristalizarea primară?
Ce este o rețea cristalină în soluție solidă?
Ce proprietățile eutectică?
Cum se schimbă proprietățile aliajelor ale componentelor care nu sunt solubili unii în alții?
Ce este ciment?
Care este temperatura eutectică?
Care este cristalizarea secundară?
Care este solubilitatea limitată a metalelor unul în celălalt?
Ceea ce se numește compoziția eutectică?
Cum se schimbă proprietățile componentelor din aliaj, infinit solubile unul în celălalt?