Получение чугуна

Чугуном называется сплав железа с углеродом, содержащий более 2% углерода. Кроме железа и углерода, в чугуне присутствуют неизбежные при его получении примеси — кремний, марганец, фосфор и сера. Чугун не куется, не обладает свойствами пластичности. Образец из чугуна после разрыва почти не имеет удлинения и сужения. Благодаря способности хорошо отливаться и меньшей стоимости в сравнении со стальными изделиями чугун в машиностроении получил широкое применение. Исходными материалами для получения чугуна являются железные руды, топливо (кокс или древесный уголь) и флюс (известняк).

Структура металла

Структуру металла можно видеть невооруженным глазом в изломе образца. Структура металла, наблюдаемая невооруженным глазом или при увеличении до 10 раз, называется макроструктурой. Для определения макроструктуры изготовляется специальный образец, называемый макрошлифом. Макрошлиф изготовляется путем шлифовки и травления кислотой изучаемой поверхности металла с целью получения рельефно выраженной структуры. Структура металла, различаемая под микроскопом при большем увеличении, называется микроструктурой. Для исследования микроструктуры металла изготовляется специальный образец, называемый микрошлифом. Поверхность микрошлифа шлифуется, полируется до зеркального блеска и затем протравливается. Свойства металла и сплава зависят от их кристаллической структуры. При одном и том же химическом составе и одинаковой кристаллической решетке металл, имеющий мелкозернистую структуру, обладает механическими и физическими свойствами, отличными от свойств металла с крупнозернистой структурой. Для каждого сплава существует определенная зависимость между его свойствами, структурой и термической (тепловой) ...

Твердый раствор

При переходе сплава в твердое состояние разнородные атомы твердого раствора образуют единую кристаллическую решетку. Рентгенографическим методом исследования сплавов удалось установить, что в твердом растворе сохраняется решетка одного элемента, растворителя, в которой располагаются атомы растворенных элементов. Атомы растворяющегося вещества замещают атомы основного металла в любом месте кристаллической решетки. Отсюда и кристаллическая решетка носит название решетки замещения. Такая решетка характерна для сплавов железа с хромом, никелем, марганцем и другими элементами. В иных случаях атомы растворяющегося вещества внедряются в промежутки между атомами растворителя. Такая кристаллическая решетка называется решеткой внедрения. Решетка внедрения характерна для твердых растворов железа с углеродом, азотом и др. Кристаллические решетки: а — чистого металла, б — твердого ...

Химическое соединение

В химическом соединении при переходе сплава в твердое состояние разнородные атомы соединяются друг с другом в определенной пропорции, образуя кристаллическую решетку, отличную от решеток компонентов, входящих в сплав. Для каждого соединения положение атомов в решетке вполне определенное и постоянное. Химическое соединение — это результат создания нового вещества, строение и свойства которого резко отличаются от строения и свойств компонентов. Твердость химических соединений значительно выше твердости элементов, входящих в сплав. Например, твердость химического соединения чистого железа с углеродом выше 450 единиц по Бринелю, в то время как твердость отдельно взятого чистого железа равна 80 единицам, а графита (углерод) — всего 3 единицам.

Механическая смесь

В механической смеси при переходе сплава в твердое состояние, т. е. в процессе кристаллизации, разнородные атомы не входят в общую решетку, а каждый металл образует свою, присущую ему кристаллическую решетку. Отдельные компоненты, входящие в сплав в виде самостоятельных частиц, не вступают в химическое соединение. Смесь может состоять из кристаллов различной формы и размеров. Кристаллы каждого из компонентов, входящих в состав сплава, могут быть легко различимы под микроскопом. При образовании механической смеси свойства сплава будут, близкими к свойствам отдельных компонентов. Так, если в состав сплава входит один металл с высокой твердостью, а другой с низкой, то твердость сплава будет тем выше, чем больше в его составе металла с высокой твердостью.

Строение сплавов

Сплав, как уже указывалось, является сложным телом, которое получается путем сплавления нескольких элементов — металла с другими металлами или неметаллами. Химические элементы, образующие сплав, называются компонентами. Сплавы, так же как и чистые металлы, имеют кристаллическое строение, но процесс образования кристаллов и их свойства гораздо сложнее, чем в рассмотренном случае для чистых металлов. Свойства кристаллов, которые получаются в результате затвердевания сплава, зависят от взаимодействия между, собой металлов, входящих в состав сплава как в жидком, так и в твердом состоянии. Например, если два металла хорошо растворяются один в другом и в жидком состоянии образуют однородный раствор, то мы еще не можем сказать, какой будет структура этого сплава в твердом состоянии. Это будет зависеть от того, в какие реакции вступают элементы друг с другом. Установлено, ...

Строение металлов

Твердые тела делятся на аморфные и кристаллические. В аморфных телах атомы расположены беспорядочно, хаотически. В кристаллических телах атомы располагаются в определенном, геометрически правильном порядке, закономерно повторяющемся в пространстве. Металлы и их сплавы являются телами кристаллическими. Атомы нерасплавленного чистого металла расположены в геометрически правильном порядке. Если мысленно соединить точки расположения атомов между собой прямыми линиями, то получится пространственная решетка, в узлах которой расположены атомы. У различных металлов строение решетки и расположение в ней атомов различно. а-решетка центрированный куб; б-решетка гранецентрированный куб; в-гексагональный куб Наиболее часто в металлах встречаются следующие типы кристаллических решеток: центрированный куб, гранецентрированный куб и гексагональная решетка. Центрированный куб имеет атомы по углам куба ...
 Страница 60 из 62  « Первая  ... « 58  59  60  61  62 »