Физические и химические свойства

Физические свойства характеризуют температуру плавления металлов, их плотность, коэффициент теплового расширения, тепло- и электропроводность, магнитную проницаемость и т.п.

Химические свойства металлов определяются их химической активностью, способностью к химическому взаимодействию с газовыми и жидкими агрессивными средами, расплавленными металлами, коррозионной стойкостью.

Технологические свойства

Технологические свойства характеризуют способность металлов образовывать отливки, свариваться, подвергаться обработке давлением, резанием и др.

Литейные свойства металлов определяются жидкотекучестью - способностью заполнять литейную форму, усадкой - сокращением размеров и объема отливки при затвердевании, склонностью к ликвации - неоднородности химического состава по сечению отливки, вызванной условиями затвердевания.

Деформируемость - это способность принимать необходимую форму под влиянием внешней нагрузки без разрушения и при наименьшем сопротивлении нагрузке.

Свариваемость - это способность металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения требуемого качества.

Обрабатываемость резанием - способность металлов подвергаться обработке режущими инструментами с целью получения деталей определенной формы, размеров и шероховатости поверхности.

Эксплуатационные свойства

Эксплуатационные свойства характеризуют способность металла работать в определенных условиях. Сюда относятся:

Коррозионная стойкость - сопротивление сплава действию агрессивных кислотных и щелочных сред.

Хладостойкость - способность сплава сохранять пластические свойства при температурах ниже 0 °С.

Жаропрочность - способность сплава сохранять механические свойства при высоких температурах.

Жаростойкость - способность сплава сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах.

Антифрикционность - способность сплава прирабатываться к другому сплаву.

Износостойкость - способность материала сопротивляться изнашиванию. Чем выше износостойкость, тем дольше режущий инструмент будет сохранять свою остроту и размеры.

Теплостойкость - свойство материала сохранять свою твердость и режущие способности при высоких температурах.

Строение и свойства сплавов

Основные сведения о металлических сплавах

Чистые металлы в большинстве случаев не обеспечивают требуемого комплекса механических и технологических свойств, поэтому чаще используют металлические сплавы - вещества, состоящие из двух и более элементов. Элементы, из которых образован сплав, называют его компонентами.

В жидком состоянии компоненты сплава в большинстве случаев полностью растворимы друг в друге и представляют собой жидкий раствор, в котором атомы компонентов равномерно перемешаны друг с другом. При кристаллизации компоненты сплава вступают во взаимодействие, от характера которого зависит их строение. Наиболее часто встречаются твердые растворы, химические соединения и механические смеси.

Твердым раствором называется вещество, состоящее из двух или более компонентов, один из которых, сохраняя кристаллическую решетку, является растворителем, а другой (или другие) распределяется в кристаллической решетке растворителя, не изменяя ее типа.

В зависимости от характера распределения атомов растворенного вещества в кристаллической решетке растворителя различают твердые растворы замещения (рис. 13, а) и внедрения (рис. 13, б). Растворимость в твердом состоянии может быть неограниченной и ограниченной. При неограниченной растворимости возможна любая концентрация (от 0 до 100 %) растворенного вещества (при концентрации более 50 % растворенное вещество становится растворителем).

Для образования твердых растворов замещения с неограниченной растворимостью необходимо соблюдение следующих условий:

- изоморфность (однотипность) кристаллических решеток сплавляемых компонентов;

- близость атомных радиусов компонентов, которые не должны отличаться больше чем на 8…13 %;

- близость физико-химических свойств компонентов.

Химическим соединением называют вещество, характерными особенностями которого являются:

- постоянство состава, выраженное формулой, которая отвечает определенному соотношению количества атомов компонентов А и В в нем;

- наличие нового типа кристаллической решетки, отличающегося от типов решеток сплавляемых компонентов;

- ярко выраженное существенное изменение всех свойств.

Механическая смесь образуется тогда, когда компоненты сплава не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием химического взаимодействия. При этом образуется двухфазная структура сплава, представляемая чередующимися зернами чистых компонентов А и В.

При изучении явлений, протекающих в металлах и сплавах в процессе превращений, пользуются понятиями: система, фаза, компонент, структурная составляющая, диаграммы состояния.

Железоуглеродистые сплавы

К железоуглеродистым сплавам относятся сталь и чугун. Сталь - это сплав железа с углеродом (С = 0,02…2,14 %). Чугун - это сплав железа с углеродом (С = 2,14…6,67 %).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: