производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 2.6 / 2.6.1. Типы сплавов

Различают следующие типы сплавов: твердые растворы, химические соединения, смеси.

Сплавы типа твердый раствор характеризуются тем, что при их образовании один компонент (растворитель) сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы другого (растворенного) располагаются в кристаллической решетке растворителя. Таким образом, сплавы этого типа однофазны, они имеют кристаллическую решетку растворителя. Атомы компонентов в сплавах типа твердый раствор расположены неупорядоченно.

Атомы растворенного компонента могут замещать атомы растворителя в кристаллической решетке, образуя твердый раствор замещения, или размещаться между атомами растворителя в его кристаллической решетке, образуя твердый раствор внедрения (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Кристаллическая решетка твердого раствора замещения (а) и твердого раствора внедрения (б):

А – атомы компонента-растворителя; В – атомы растворяемого компонента

Твердые растворы замещения состоят из металлов, расположенных рядом в Периодической системе элементов. По взаимной растворимости различают твердые растворы с неограниченной и ограниченной растворимостью компонентов. В твердых растворах с неограниченной растворимостью компонентов возможна любая концентрация растворимого компонента (вплоть до 100 %).

Твердые растворы замещения с неограниченной растворимостью образуются при следующих условиях:

  • кристаллические решетки компонентов должны быть одного типа;
  • компоненты принадлежат одной или смежным группам Периодической системы элементов;
  • различие атомных радиусов компонентов небольшое: при их разнице 8... 15% могут образовываться твердые растворы с неограниченной растворимостью, при большей — твердые растворы с ограниченной растворимостью компонентов.

Поскольку атомные радиусы компонентов неодинаковы, при образовании твердых растворов замещения происходит искажение кристаллической решетки (рис. 2.18), что замедляет прохождение диффузионных процессов.

Рис. 2.18. Искажение кристаллической решетки в твердых растворах замещения:

а — радиус атома растворяемого компонента больше радиуса атома растворителя;

б — радиус атома растворяемого компонента меньше радиуса атома растворителя

Твердые растворы внедрения образуются при условии, что атомный радиус растворенного компонента г заметно меньше, чем растворителя R: г < 0,6/?. Только в этом случае атом растворенного компонента может расположиться между атомами растворителя, внедряясь в его кристаллическую ячейку. Такие твердые растворы возникают между металлами и неметаллами — элементами I и II периодов. Периодической системы, имеющими малые атомные радиусы (Н, N, С, В).

Твердые растворы близки по свойствам к металлу-растворителю. Они, как правило, пластичны, хорошо деформируются в холодном и в горячем состояниях.

Твердые растворы обозначают буквами греческого алфавита: а, р, у и т.д. или А (В), где А — растворитель, В — растворенный компонент.

Химические соединения образуют элементы, расположенные в Периодической системе элементов далеко друг от друга. Для сплавов этого типа характерно следующее:

  • кристаллическая решетка химического соединения отлична от кристаллических решеток образующих его компонентов;
  • свойства химического соединения резко отличаются от свойств компонентов;
  • атомы в кристаллической решетке химического соединения расположены упорядоченно, например атомы NaCI (см. рис. 1.1);
  • состав химического соединения можно описать стехиометрической формулой AmBn где т и n — взаимно простые целые числа;
  • химическое соединение имеет постоянную температуру плавления;
  • химические соединения обладают высокой твердостью и хрупкостью.

Химические соединения образуют вещества, имеющие большие отличия в атомном строении и кристаллических решетках. При этом возможны соединения типа металл — неметалл и металл — металл.

Соединения металл — неметалл характеризуются ионным типом связи. Названия этих химических соединений определяются видом неметаллического элемента: нитрид — соединение металла с азотом; карбид — соединение с углеродом; оксид — соединение с кислородом и т.д.

Соединения металл — металл называются интерметаллидами (например, СиАl2). Эти соединения характеризуются металлическим типом связи. В узлах кристаллической решетки таких соединений располагаются положительно заряженные ионы, удерживаемые электронным газом.

Смеси образуют компоненты, которые не растворяются друг в друге в твердом состоянии, а также не способны к химическому взаимодействию с образованием соединения. В сплавах типа смесь каждый компонент сохраняет свою кристаллическую решетку. Структура смеси неоднородная, она состоит из нескольких фаз. Механические свойства смесей зависят от количественного соотношения компонентов, а также от размеров и формы фаз.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.