Металловедение и сертификация продукции

Шпаргалки по металловедению и сертификации продукции

1. Металловедение - это наука изучающая зависимость между составом, строением и свойствами металлов, стали и сплавов и закономерностью их изменения под действием тепловых, физ-х, механических и др. воздействий.

Типы межатомной связи. Межатомная связь - явл-ся основой кристалл-го строения элементов и зависит от сил взаимодействия атомов в рез-те взаимодействия их элементов.

Различают 3 типа межатомной связи: ионная, ковалентная, металлическая.

Ионная - возникает в комплексе атомов (разнородных), когда какой либо из них отдает с внешней оболочки, а др. принимает на свою внешнюю оболочку 1 или несколько электронов, при этом образуются "+" и "-" заряженные ионы.

Ковалентная связь - образование молекул F₂ CL₂ H₂ нельзя объяснить ионным типом связи. В данном случае имеет место ковалентная связь при кот. некоторые электроны принадлежат 2-м или нескольким атомам т.е. происходит обобществление электронов принадлежащих разным атомам.

Металлич. связь - металлам присущ особый тип связи - металлическая. это возн-т тогда (в комплексе атомов), когда при их сближении внешн. Эл-ты теряют связь с отд-ми атомами стан-ся общими, легко передвиг-ся между положительно заряженными ионами. Металл сост-т из правильно расположенных в пространстве положительных ионов и перемещ-ся среди них обобществл-х электронов.

Кристаллическое строение металлов. Твердые вещ-ва в зависимости от расположения атомов в пространстве подразделяются на аморфные и кристаллические. В аморфных (смола, стекло) атомы в пространстве располагаются беспорядочно, хаотично. В крист-х вещ-х атомы располаг-ся закономерно в строго повтор-ся порядке, образуя так назыв. кристаллич. решетку.

Все металлы и сплавы при комнатн. темп. и атм давлении явл-ся крист. телами (кроме ртути, кот. переходит в твердое крист. сост. при t⁰ 30⁰С) Крист. решетку можно представить себе, если мысленно переместить центры прямыми линиями.

Различ-т у металлов разное расположение атомов в крист-й решетке. Для большинства пром-х металлов хар-ны след. Типы кристаллических решеток:

1) объемно - центрированная кубическая (ОЦК).2) границентриров. кубическая (ГЦК).3) Гексогокальная плотно упакованная (ГПУ).

Элементы кристаллографии. В крист-х решетках имеются плоскости (кристаллографич. плоск-ти) на кот-х атомы расположены по разному Это означает, что и свойства в разных кристаллограф-х плоск-х и напр-х будут неодинаковыми. Завис-ть физ-х и меж-х свойствах от направления в кристаллах наз-ся анизотропией. Для описания положения атомов в плоск-х и непр-х исп-т следующие эл-ты кристаллографии:

1) параметр. крист. решетки.

2) координационное число - число атомов, приходящихся на элементарную ячейку.

3) атомная плоскость - плоскость атомов.

4) кристаллографические индексы (индексы плоскостей и индексы направлений).

Кристаллографические индексы. В кристалле можно показать большое количество плоск-й, прох-х через узлы крист. решетки, это так назыв. кристаллографич. плоск-ти. Расположение атомов на этих плоскостях располож. их будут опред-ть мех-е, физ-е и др. свойства металлов. Для опред-я положения этих плоск-й в пространстве польз-ся так назыв. кристаллограф. индексами. Они представляют собой 3 целых рацион-х числа, величина кот-х обратна осевым отрезкам отсекаемым данной плоск. на осях координат, при этом единицы длины вдоль этих осей выбир-т равными длинам ребер элемент ячейки.

Кроме индексов плоскостей имеют место кристаллографич. инд. направлений. Индексы направлений совпадают с индексами перпендикулярных им плоскостей, при этом инд. направл-й пишутся в квадратных скобках.

Полиморфные превращения. Зависимость физ. и мех. св-тв в кристалле от направления наз. анизотропией.

Пол влиянием темпер. и давления в некоторых металлах (жел, титан, кобальт) в твердом состоянии происходит перестройка из одного типа крист. решетки в другой. Способность металла существ-ть в разных кристаллич. формах при разных температурах наз. полиморфизмом.

Магнитные превращения. Некоторые металлы (жел, кобальт, никель) отличаются способностью хорошо намагничиваться. Это свойство называется ферромагнитным. При нагреве ферромагнитн. св-ва теряются. Кюри показал, что потере ферромагн. св-тв соотв-ет определ. температура, назв. т. Кюри. Для никеля-400гр. цельс, железа-770, коб. - 1200.

Магнитные отличаются от полиморфн. превращений, а именно - магнитные сопровожд-ся изменением крист. решетки, происход. в интервале температут.

2. Реальное строен. кристаллич-х тел. Дефекты крист. реш.

В реальных кристаллах строгий порядок атомова нарушается. Исслед-е реал. кристаллов обнаружило много видов нарушения крист. строения. Эти нарушения называются дефектами или несовершенствованиями крист. решетки. Налич. деф-в в решетке определяют реальные свойства металлов и сплавов.

Дефекты крист. решетки делятся на 3гр.:

1) точечные,

2) линейные,

3) поверхностные.

Они имеют атомные размеры. Кроме них имеют место так назыв. объемные дефекты (поры, трещины, царапины)

Дефекты в крист. решетке могут возникать по разным причинам - с повыш. t, при деформации и т.д.

1) точечные - вакансии, дислокацированные атомы, примесные атомы внедрения и замещения. С повыш. t усиливаются колебания атомов, и отдельные атомы с повышенной энергией могут уйти из узла решетки (вакансии) или перемест. на др. место (дислоцир. атомы). И вакансии и дислоц. атомы перемещаются по кристаллу. Свободное место в решетке может занять атом примеси, если его размеры соизмеримы с основным атомом, образуется примесный атом замещения. Если размеры малы - примесный атом внедрения.

2) линейные -к лин. деф. относятся дислокации, котор. могут возникнуть при деформации металла. При деформац. (сдвиге), когда одна часть смещ. относит.д.р., может возникнуть как бы лишняя атомная полуплоскость, котор. не имеет продолжения в нижней своей части. Эта лишняя полуплоскость наз. дислокацией.