III.Фазы и структура в металлических сплавах

1. Что такое твердый раствор? Какие виды твердых растворов Вы знаете?

Твердыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решетке первого компонента (растворителя), изменяя ее размеры (периоды). Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу.

Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения.

2. Каковы условия полной взаимной растворимости двух компонентов?

Твердые растворы замещения с неограниченной растворимостью могут образовываться при соблюдении условий, приведенных ниже.

Компоненты должны обладать одинаковыми по типу (изоморфными) кристаллическими решетками. Только в этом случае при изменении концентрации твердого раствора будет возможен непрерывный переход от кристаллической решетки одного компонента к решетке другого компонента.

R компонентов должно быть незначительным и не превышать 8 - 15%.DРазличие в атомных размерах

Компоненты должны принадлежать к одной и той же группе периодической системы элементов или к смежным родственным группам и в связи с этим иметь близкое строение валентной оболочки электронов в атоме.

Твердые растворы внедрения образуются только в тех условиях, когда диаметр атома растворенного элемента невелик

3. Какие Вы знаете интерметаллические (металлические) соединения?

Соединение одних металлов с другими носят общее название интерметаллидов, или интерметаллических соединений.

Соединения металлов с неметаллами (карбиды, нитриды, бориды и т.д.) которые могут обладать металлической связью, нередко также называют металлическими соединениями.

Фазы внедрения. Переходные металлы (железо, марганец, хром, молибден и др.) образуют с углеродом, азотом, бором и водородом, т.е. с элементами, имеющими малый атомный радиус, соединения: карбиды, нитриды, бориды и гидриды. Они имеют общность строения и свойств и часто называются фазами внедрения.
Фазы внедрения имеют формулу М₄Х, М₂Х и МХ.

Рассмотренные выше твердые растворы внедрения образуются при значительно меньшей концентрации второго компонента (C, N, H) и имеют решетку металла растворителя, тогда как фазы внедрения получают кристаллическую решетку, отличную от решетки металла.

Электронные соединения. Эти соединения чаще всего образуются между одновалентными металлами или металлами переходных групп, с одной стороны и простыми металлами с валентностью от 2 до 5, с другой стороны.
Соединения этого типа имеют определенное отношение числа валентных электронов к числу атомов, т.е. определенную электронную концентрацию.

Фазы Лавеса. Эти фазы имеют формулу АВ₂ и образуются между компонентами типа А и В при соотношении атомных диаметров D_А/D_В @1,6.¸ 1,1. Фазы Лавеса имеют решетку ГПУ или ГЦК.

4. Что такое матричная структура?

При полной взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии микроструктура всех сплавов представляет собой зерна твердого раствора. При ограниченной растворимости, которая характерна для многих сплавов, структура состоит из смеси двух фаз. Если в сплаве растворимый компонент присутствует в количестве, превышающем предельную растворимость его в основном металле при данной температуре, то образуется структура, состоящая из матрицы и выделившихся частиц другого твердого раствора, чаще на базе химического соединения. Такую структуру называют, матричной или гетерогенной.

Дата добавления: 2015-10-21