Застосування чистих металів в промисловості вкрай обмежена. Їх використання не завжди економічно вигідно, часто вони не відповідають необхідним властивостям. В металах не завжди поєднуються одночасно кілька необхідних властивостей. Їх міцність невисока, мають високий коефіцієнт теплового розширення.
Сплави на відміну від чистих металів можна отримати майже з будь-якими заданими властивостями.
Сплавом називається матеріал, отриманий сплавом двох або більше металів. Металевий сплав отримують сплавом металів або переважно металів з неметалами. При цьому металевий сплав володіє комплексом характерних металевих властивостей. Речовини, які утворюють сплав, називаються компонентами. Компонент, кількісно переважає в сплаві, називається основним. Сплави часто називає по основному компоненту: мідні, алюмінієві, магнієві і т.д. За кількістю компонентів розрізняють двокомпонентні, (подвійні) трикомпонентні (потрійні) чотирьохкомпонентної і багатокомпонентні сплави.
Однорідна частина сплаву, що характеризується певним складом і будовою і відокремлена від інших частин сплаву поверхнею розділу, при переході через яку склад або будова речовини змінюється стрибкоподібно, називається фазою Форма, розмір і характер взаємного розташування фаз в сплаві визначають його структуру.
Відокремлені частини сплаву, що мають однакові будови з притаманними їм характерними особливостями, називають структурними складовими. Структурними складовими можуть бути як фази, так і суміші фаз.
Будова сплаву залежить від того, як взаємодіють між собою компоненти. У розплавленому стані, в більшості випадків, сплави являють собою однорідні рідкі розчини. тобто суміш компонентів, необмежено розчиняються один в одному. У твердому стані компоненти можуть Ніяк не взаємодіяти, або взаємодіяти з утворенням твердого розчину або хімічної сполуки. Тому в сплавах можуть утворюватися такі фази: рідкі розчини, тверді розчини, чисті компоненти, хімічні сполуки. За будовою в твердому стані всі метали поділяються на три основних типи: механічні суміші, хімічні сполуки і тверді розчини.
Механічна суміш двох компонентів А і В утворюється, якщо вони не здатні до хімічної взаємодії або взаємною розчиненню. Кожен компонент при цьому кристалізується в свою кристалічну решітку. Структура таких механічних сумішей неоднорідна, складається з окремих зерен компонента А і компонента В. Властивості механічних сумішей залежить від кількісного співвідношення компонентів: чим більше в сплаві даного компонента, тим ближче до його властивостей суміші. Зазвичай механічні суміші утворюють метали, помітно відрізняються один від одного по атомному обсягом і по температурі плавлення. Механічні суміші не обов'язково складаються з чистих компонентів. Утворювати механічні суміші можуть також тверді розчини і хімічні сполуки.
Хімічна сполука утворюється, коли компоненти сплаву А і В вступають в хімічну взаємодію. Хімічна сполука має свою кристалічну решітку, відмінну від кристалічних решіток компонентів. Властивості хімічної сполуки різко відрізняється від властивостей складових його компонентів.
При утворенні твердого розчину атоми одного компонента входять в кристалічну решітку іншого. Тверді розчини можуть бути твердими розчинами заміщення і твердими розчинами впровадження. Тверді розчини заміщення утворюються в результаті часткового заміщення атомів кристалічної решітки одного компонента атомами другого. Тверді розчини впровадження утворюються, коли атоми розчиненого компонента впроваджуються в кристалічну решітку компонента-розчинника. Твердий розчин має однорідну структуру, одну кристалічну решітку. На відміну від хімічної сполуки твердий розчин існує не при строго певному співвідношенні компонентів, а в інтервалі концентрацій. Розрізняють тверді розчини з обмеженою і необмеженою розчинністю. Необмежена розчинність можлива тільки в твердих розчинах заміщення, а обмежена розчинність буває як в твердих розчинах заміщення, так і твердих розчинах впровадження.
Всі теми даного розділу:
метали
2.1. Металеві сплави ............................................. ..10 2.2. Поліморфні перетворення в залозі ........................... ..12 2.3. Діаграма стану залізовуглецевих сплавів ......... ..13 2.3.1. ком
Навантаження, деформації та руйнування.
За характером дії на тіло розрізняють три види навантажень: статичні - діючі постійно або повільно зростаючі; динамічні - діючі миттєво, які беруть характер
Технологічні властивості.
До основних технологічних властивостей матеріалу відносять: - оброблюваність, - зварюваність, - ливарні властивості. під
Поліморфні перетворення в залозі
Деякі метали в залежності від температури можуть існувати в різних кристалічних формах. ра
Компоненти, фази і структурні складові сплавів заліза з вуглецем.
Залізо - пластичний метал сріблясто-білого кольору. Твердість і міцність заліза невисока (НВ80, # 963; в = 250 МПа) при значній пластичності
Діаграма залізо-цементит.
Практичне значення мають сплави заліза з вуглецем, що містять вуглецю до 6,67% (стали і чавуни). Тому рас
Матеріали для виробництва чавуну.
Сировиною для виробництва чавуну є залізна руда. Це гірська порода, що містить залізо в кількості, при якому її технічно і економічно доцільно перерабативат
Пристрій доменної печі
Доменна піч - вертикальна піч шахтного типу. Усередині піч викладена вогнетривкою цеглою, зверху покрита сталевим кожухом. Висота сучасних домен досягає 80 м. Д
доменний процес
Умовно процес, що протікає в доменній печі, можна розділити на наступні етапи: - відновлення заліза з його оксидів; - перетворення залоз
Основні відомості про виробництво сталі
Сталь - найважливіший матеріал, який використовується в машинобудуванні. На відміну від чавуну вона містить менше вуглецю і шкідливих домішок. Тому процес отримання сталі полягає в молодецький
Конструкційні стали загального призначення.
Вплив вуглецю і домішок на властивості сталі. Вуглець істотно впливає на властивості стали навіть при незначній зміні його змісту. У стали є дві фази -
Термічна обробка
Термічною обробкою (термообробкою) називають процес теплового впливу на метали (нагрівання та охолодження) з метою зміни їх структури і властивостей. Це один з найбільш р
Хіміко-термічна обробка
При хіміко-термічній обробці сталевих деталей змінюється хімічний склад їх поверхневих шарів, що дозволяє отримати після термообробки дрібнозернисту структуру, високу
Алюміній і його сплави
Алюміній - один з найбільш легких конструкційних матеріалів. Його щільність - 2,7.г / см3, температура плавлення - 658ºС. У відпаленого стані алюміній володіє
пластичні маси
В якості конструкційних матеріалів широко застосовуються синтетичні полімерні матеріали, виробництво яких з кожн
Термопластичні пластмаси.
До термопластичних пластмас відносяться поліаміди, фторопласти, органічне скло, поліпропілен. за
термореактивні пластмаси
. Термореактивні пластмаси відрізняються від термопластичних підвищену теплостійкість, практично повною відсутністю повзучості під навантаженням при звичайних температу
Загальні уявлення про композиційних матеріалах.
До нових конструкційних матеріалів, які за міцністю, жорсткості і іншим фізико-механічними властивостями значно п
Область застосування КМ
Склопластики - один з перших конструкційних матеріалів на полімерній основі. Вони найбільш повно вивчені, їх давно застосовують в суднобудуванні, на транспорті, в будівниц
лакофарбові матеріали
Ці матеріали в усіх галузях застосовують для захисту металевих виробів від корозії, а дерев'яних виробів - від гниття і в декоративних цілях. Лакофарбові матеріали поділяють на гру
Склеюють матеріали.
Клеї служать для отримання нероз'ємних з'єднань деталей і конструкцій з однорідних і різних матеріалів. Клеї є розчинами (іноді розплави) високомолекулярних природних і
Ливарні властивості сплавів
Отримання якісних виливків визначається ливарні властивості сплавів. Найбільш важливими ливарні властивості є: вологотекучість, усадка, тріщиностійкість, газонас
сплавів
Найбільша кількість виливків масою від декількох грамів до декількох сотень тонн виготовляють з чавуну. Він має високі ливарні і антифрикційні властивості, досить високу міцність і невис
Основи обробка металів тиском
Обробка тиском заснована на здатності металів необоротно змінювати свою форму без руйнування під дією зовнішніх сил. Вона забезпечує отримання заготовок для виробництва д
структуру металу
З виникненням залишкових деформацій від удару або тиску метал змінює свою форму в бажаному напрямку без разруше
Волочіння і пресування.
Особливим видом обробки металів тиском, при якому оброблюваний метал зазвичай в холодному стані, простягається через поступово звужується отвір, є волочіння (рис.4.2). П
Штампування.
Штампуванням називають спосіб виготовлення виробу складних обрисів тиском за допомогою спеціального інструменту - штампа. Розрізняють об'ємну і листів
Сутність, призначення, область застосування і види зварювання
У сучасній технології машинобудування зварювання, різання та паяння є одним із перших місць. Зварюванням називають технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань
Основні види зварювання плавленням
Електродугове зварювання. З усіх існуючих способів зварювання найбільш поширеною є дугова електрозварювання, при якій для місцевого розплавлення зварювальних деталей
Термічне різання і пайка металів
Різка металів. Розрізняють газокиснева (вогневу) і електродугову різання метало
Обробка металів різанням
Обробка металів різанням призначена для надання деталям заданих форм і розмірів з необхідної то
Стругання і довбання.
Стругання горизонтальних, вертикальних і похилих площин виробляють на стругальних верстатах п
Шліфування.
У процесі шліфування в якості ріжучого інструменту використовують абразивні інструменти, до яких відносять
Електрофізичні способи.
До цих способів обробки металів і сплавів відносяться: електроерозійний, ультразвукової та променевої. Електроерозійна обробка струмопровідних металів і спл
вибір матеріалу
Правильний вибір матеріалу для конкретного елемента конструкції є виключно важливим завданням. Про