Зміст
Введення
. Кристалічна будова металів
. Процес кристалізації розплавів металів
. 1 Кристалізація металів і сплавів
. 2 Будова злитка
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Для виготовлення деталей машин потрібні матеріали з різними властивостями, здатні працювати при високих навантаженнях, позитивних і негативних зовнішніх температурах, часто в агресивних або абразивних середовищах. Правильний вибір металів або сплавів при конструюванні, вибір оптимальних способів технологічної переробки (від заготівельних операцій до механічної обробки), поведінка вироби в різних умовах експлуатації визначаються властивостями обираних конструкційних матеріалів, які залежать від їх природи і внутрішньої будови.
Металознавство - наука, що встановлює зв'язок між складом, структурою і властивостями металів і сплавів і вивчає закономірності їх зміни при фізичних або хімічних впливах.
Метали і сплави прийнято ділити на дві групи: чорні метали та сплави - залізо і сплави на його основі; кольорові метали і сплави. Кобальт, нікель і марганець часто відносять до металів залізної групи. Кольорові метали поділяють на легкі; легкоплавкі; тугоплавкі; благородні; володіють хімічною інертністю; уранові; рідкоземельні; лантаноїди; лужноземельні.
Спільним для всіх металів є: характерний металевий блиск, хороша відбивна здатність і непрозорість; високі пластичні властивості; висока теплопровідність і електропровідність; залежність електропровідності від температури; термоелектронна емісія - здатність випускати електрони при нагріванні.
1. Кристалічна будова металів
Усі метали і сплави мають кристалічну будову - атоми (іони) розташовані не хаотично, а в певному порядку. При цьому дрібні кристали різному орієнтовані по відношенню один до одного.
У твердому стані метал являє собою систему з позитивно заряджених іонів, «омиваних газом» з вільних колективізованих електронів. У системі діють електростатичні сили тяжіння (металева зв'язок).
Сили зв'язку в металах визначаються силами тяжіння і силами відштовхування між електронами і іонами. Атоми розташовуються на такій відстані один від одного, на якому сумарна сила взаємодії мінімальна. Тому в металах атоми розташовуються закономірно, в геометрично правильному порядку, стикаючись зовнішніми електронними сферами, утворюючи правильну кристалічну решітку, відповідну мінімальної енергії взаємодії.
Кристалічні ґрати складається з уявних ліній і площин, що проходять через точки розташування іонів в просторі. Найменший обсяг кристала, що дає уявлення про атомну структуру металу в будь-якому обсязі, називається елементарної кристалічної осередком. Більшість металів мають кристалічну решітку одного з трьох типів:
об'ємно-центрований куб - ОЦК - мають метали РЬ, К, Na, Li, Ti, W, Та, Cr та ін.;
гранецентрированний куб - ГЦК - мають метали Sr, Tn, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt та ін.;
гексагональна щільно упакована решітка - ГПУ - мають метали Mg, Cd, Os, Zn та ін.
Відстань між центрами найближчих атомів в елементарній комірці називається періодом осередки. Він виражається в нанометрах (1 нм=10 - 11 м).
На одну елементарну комірку ОЦК припадають два атоми: один в центрі, інший - у вершині куба. На одну елементарну комірку ОЦК припадає чотири атома: один у вершині куба, а три - атоми, що знаходяться в середині грані.
Щільність кристалічної решітки характеризується координаційним числом, рівним числу атомів, що знаходяться на однаковому і найменшій відстані від розглянутого атома. У елементарній комірці ОЦК відстань між атомами одно 0,5? 3а.
На цій відстані у атома знаходяться вісім сусідів. Координаційне число дорівнює 8 і позначається К8 (К - кубічна решітка). Щільність упаковки атома (коефіцієнт компактності осередки), що дорівнює відношенню обсягу, зайнятого атомами, до обсягу осередку, становить 68%.
Для ГЦК координаційне число дорівнює К12; щільність упаковки - 74%. Для ГПУ як характеристики осередку приймаються два параметри: сторона шестикутника а і висота призми b. Координаційне число дорівнює Г12 (Г - гексагональна решітка).
У різних перетинах (площинах) кристалічної решітки число атомів неоднаково. Тому властивості кристала (механічні, фізичні та хімічні) в різних напрямках різні. Ця властивість кристалів назив...
