метални решетки
Метали - кристални твърди вещества, атомите са геометрично pravilnom raspolagayutsya, за да се образуват кристали, за разлика от аморфни твърди вещества (например смола), атомите, които са в състояние хаотично.
Разположен в метали просто nopyadke в атомните равнина атоми образуват мрежа, и в пространството - атомни кристални решетки.
Видове кристални решетки в различни метали. Най-честите решетки: кубичната - тяло в центъра, кубична и шестоъгълна близо опаковани.
Клетките единица на кристалната решетка са показани на Фиг. l.5. В клетка obemnotsetrirovannoy кубически решетъчни атоми са върховете на куба и центъра на куба; решетка има хром, ванадий, волфрам, молибден и т.н. В лицето-центриран куб решетка клетъчни атома, разположени във върховете и в центъра на всяка страна на куба .; такава решетка са алуминий, никел, мед, олово и др В хексагонална клетка от решетъчни атоми разположени във върховете на шестоъгълна призма база, в центъра на тези бази и vnugri призма .; шестоъгълни решетка са магнезий, титан, цинк и други. В реално метал кристална решетка се състои от голям брой клетки.
Размерите на кристалната решетка, характеризираща се с параметри, измерени в ангстрьоми - Ã (1Ã = 10 -8 cm или 1 Ã = 0.1 пМ). Характеризира кубичен решетка параметър дължина на ръба на куб, е означен с и е в диапазона 0.28 - 0.6 Nm (2,8 - 6 Ã). За да се характеризира с шестоъгълна решетка отнеме два параметъра - страната на шестоъгълника и височина от призми. Когато връзка с! А = 1.633, атомите са опаковани по-гъсто и поради това се нарича шестоъгълна плътно опаковани решетка.
В различни решетъчни равнини атоми са разположени с различна плътност и следователно много кристални свойства в различни посоки са различни. Тази разлика nazyvaetsyaanizotropiey. Всички кристали са анизотропна. За разлика kristaplov аморфно тяло (например, смола) в различни посоки имат по същество същата плътност на атоми и следователно подобни свойства, т.е.. Е. Те са изотропна.
Степента на анизотропия може да бъде значителен. Изследвания на единичен кристал (единичен кристал) мед в различни посоки показват, че якостта на опън # 963; в се променя 120-360 MN / т2 (12-36 кгс / mm 2) и удължение # 948; 10-55%.
В метали, състоящ се от множество потоци от различно ориентирани малки анизотропни кристали (Поликристалната), свойствата във всички посоки са едни и същи (средната). Тази привидна независимост на свойствата на посоката се нарича - kvaziizotropiey (префикс "квази" означава на латински въображаем).
Ако металната структура е създадена в същата кристална ориентация, се появява анизотропия.
Когато металът преминава от течност към твърдо състояние това се случи така наречения процес krismallizatsii.
Основи на теорията на кристализация разработен от създателя на науката на метали - металургичен D. К. Chernovym, който установява, че кристализацията се състои от два процеса:
малките раздробени частици кристали (ядра или "центрове" на кристализация) и кристален растеж на тези центрове (фиг. 1.6).
Растеж на кристалите е, че техните ембриони за привеждане всички нови течни метални атоми. Първи кристали растат свободно, поддържане на правилна геометрична форма, но това е само до момента на преодоляване на нарастващата кристали при контакта на кристали растеж на някои от лицата им се спира и не се развиват всички, но само някои от лицата на кристалите. В резултат на това кристали не са правилни геометрични форми. Тези кристали се наричат кристалити или зърна. размер на зърната зависи от броя на растеж центрове и кристал. Колкото по-висока нуклеиране, толкова по-голяма е оформен в даден обем и всеки кристал (зърно) по-малко.
Фигура 1.7. Ефект на скорост на охлаждане на появата на зародиши и размера на зърната, които са: 1 - бавно охлаждане; 2 - ускорено охлаждане; 3 - бързо охлаждане.
Образуването на ядрено влияе на скоростта на охлаждане. Колкото по-метал скорост на охлаждане, по-там него нуклеиране и малки зърна се получават (фиг. L.7.) Това се потвърждава в практиката на тънки секции от частите на гласове, охлажда по-бързо, металът е винаги получава по-фин, отколкото в дебел масивна хвърли части, се охлажда бавно.
Методът за получаване на малки зърна по време на метал втвърдяване е да се осигури изкуствен зародиши. За тази цел, разтопеният метал се въвежда специални вещества, наречени модификатори; процеса на изкуствено регулиране на размера на зърната се нарича ваксинация.
Форма отглеждане кристали се определя не само от гледна точка на тяхната сблъсъци с друг, но съставът на сплавта, наличието на примеси и условия на охлаждане. В повечето случаи, метал кристализация механизъм на образуване е т.нар дендритни характер.
Дендритните кристализация се характеризира с това, че нарастването на зародиш настъпва при неравномерно скорост. След тяхното нуклеатор развитие е основно в направленията на решетката; които имат най-високата плътност опаковане на атомите (мин interatomic разстояние).
В тези посоки се образуват дълги клонове бъдеще кристал - така наречения първи ред ос (1 на фигура 1.8 ..).
По-нататък първия ред оси под прав ъгъл започне да расте нови оси, осите, които се наричат втори ред (2) от двукратни оси растат трикратно ос (3) и така нататък. D.
Като кристализация ос, образувани по-висок порядък (четвърти, пети, шести и така нататък. D.), който постепенно се запълнят всички пространства преди заети от течния метал.
Условията, при което стопеният метал не е достатъчно, за да запълни пространството между осите, например, когато последните обеми втвърдява слитък дендритни структура разкрити съвсем ясно на фиг. 1.8.