Structura metalelor și aliajelor
Metalele sunt compuse dintr-o pluralitate de atomi aranjate în mod regulat în structura cristalină. În ciuda faptului că am analizat procesul de cristalizare ca formarea de cristale singulare, metale, în general, nu formează un singur cristal de întărire (tranziția de la starea de topitură numită), în schimb, ei formează o structură formată din mai multe cristale mici.
Acest lucru se datorează faptului că metalul topit este dispersat într-o multitudine de nuclee sau nucleaŃie. O astfel de nucleu poate fi format cu o pierdere substanțială de energie termică patru atomi. Cu acest patru atom poate forma o celula unitate. Aceste celule unitare sunt în creștere ca un număr tot mai mare de atomi ajunge la un nivel de putere mică și începe să li se alăture, și prin formarea cristalului. Acest proces este cunoscut ca o cristalizare omogenă. Pentru a creste un singur cristal de metal se topesc toate disponibile necesita echipamente speciale sofisticate.
In majoritatea cazurilor, călirea este inițiată de prezența impurităților în metalul topit. Odată ce temperatura scade sub punctul de topire, atomii de metal devin depozitate pe aceste impurități și începe de formare de cristal. Acest proces este cunoscut sub numele de cristalizare eterogen. Cristale (aka cereale) va continua să crească, atâta timp cât toate Metalul se solidifică. În timpul creșterii lor, ei încep să se ciocnesc unele cu altele, formând granița dintre cristalele în care atomii sunt aranjate aleator. Aceste limite, numite limitele grăunților, și sunt, de obicei o suprafață defectuoasă a structurii cristaline a metalului.
Fig. 1.5.1 prezintă schematic procesul de solidificare metal. Dimensiunile mici de cereale determină proprietățile pozitive ale metalului, datorită unei creșteri a puterii sale cu randament, dar în acest moment nu vom discuta despre motivele pentru care acest lucru se întâmplă. O modalitate de a obține structura cu granulație fină este rapidă a durificare topiturii, care a fost utilizat în turnarea aliajelor de aur dentare în matrițe încălzite la temperaturi mai scăzute, în comparație cu temperatura de topire de aliaj. O metodă alternativă de obținere a structurilor fine pentru a asigura o multitudine de nucleata. Este posibil să se obțină adăugarea de iridiu aliajului de turnare dentare pe baza de aur. Iridiu creează o mulțime de situsuri de nucleație și prin aceasta poate limita cresterea cerealelor.
Studii detaliate ale structurii metalelor, și anume, dimensiunea cristalului, forma și compoziția lor, este esențial să se determine proprietățile lor și tehnologia de preparare. O idee asupra structurii metalelor poate da studiul suprafețelor metalice sub microscop electronic în lumina reflectată.
Lumina reflectată de pe suprafața de metal lustruit și caracterul de reflecție va depinde de prezența unor nereguli cu privire la aceasta, determinând-o să imprastiere.
atac chimic pe suprafața lustruită a metalului (numită gravură) va duce, de asemenea, la o schimbare în caracterul de reflexie a luminii. reactivi chimici adecvați acționează pe anumite zone situate pe suprafața metalică în zona de mare stres, adică la limitele granulelor, în care atomii ambalajului nu este complet ordonat. Rezultatele corodare în formarea canelurilor, Difuzia luminii, care călcate linii întunecate. Acest efect este prezentat schematic în Fig. 1.5.2 metal cu structură omogenă cereale pronunțat. Toate boabele au aproximativ aceeași dimensiune și formă; O astfel de structură se numește granule echiaxiali. Un exemplu de un astfel de metal cu o structură de cereale este din oțel inoxidabil gipoevtektoidnaya pro-eutectoidă, în care suprafața după decapare este prezentată în Fig. 1.5.3. Alte forme și dimensiuni de cereale, iar acestea sunt de multe ori depind de tipul de prelucrare utilizat în solidificarea topiturii. De exemplu, în cazul în care metalul topit este turnat într-o matriță cu un pătrat sau o secțiune circulară, a cărui temperatură este mai mică decât structura metalică solidificate din topitură se va arata cum se arată în Fig. 1.5.4, și anume cristalele cresc din pereții matriței la centru.
Multe metale deformate ușor, în special în cazul în care acestea sunt situate în starea elementară (adică, curat). Acest lucru le permite să imprime orice lovituri de ciocan forma dorite, prin laminare, presare sau broșat. piese turnate de mari dimensiuni cunoscut sub numele de lingouri, pot fi transformate în articole de orice formă dorită, de exemplu, o aripa mașină, bărci schelet sau sârmă.
Metal, a cărei formă a fost modificată de tulpina, numit forjat. În cazul în care a început să studieze sub un microscop optic microstructurii firului metalic, ar arăta așa cum se arată în figura Fig. 1.5.5. Boabe alungit în direcția de transport și formează o structură stratificată. Astfel, prin studierea structurii microscopice a metalului, este posibil pentru a obține o mulțime de informații cu privire la aceasta.