Структура сплава / Промышленность (физические свойства металлов и сплавов, механические свойства титановых сплавов, химический состав алюминиевых сплавов)

Категория: Промышленность, Автор: VseZnamus

Существует несколько способов, посредством которых элементы соединяются друг с другом при образовании сплава.
В случае образования твёрдого раствора замещения элементы, по сути, растворяются друг в друге с образованием кристаллической решётки, в которой атомы одного элемента замещены атомами другого. Другой путь получения сплава — это образование твёрдого раствора внедрения, при котором атомы другого металла располагаются в кристаллической решётке между атомами первого.

Метки: Физика твёрдого тела, Металлы и сплавы, Конструкционные материалы

Сверхпластичный сплав алюминия и меди в сравнении с обычными алюминий-медными сплавами. Все образцы растягивали до момента разрыва. По растяжимости сверхпластичный сплав превосходит другие в 18 раз.

И третий вид взаимодействия — образование интерметаллических соединений, когда два металла химически соединяются друг с другом с образованием вещества со своей кристаллической решёткой.

Структура некоторых сплавов изменяется от одной формы к другой уже после получения сплава. Такого рода изменения являются причиной эффекта, известного как старение после закалки, характерного для дуралюмина и некоторых других сплавов.

Когда Альфред Вильм нагревал сплав алюминия, 3,5% меди присутствовали в нем в виде твёрдого раствора. Однако при комнатной температуре алюминий может содержать только 0,5% меди в виде твёрдого раствора. Таким образом, после остывания большая часть меди выделяется из раствора с последующим образованием интерметаллического соединения CuAl2. Частицы этого соединения образуются в объёме сплава в течение 4–5 дней (естественное старение), что приводит к увеличению твёрдости сплава за счёт повышения сопротивления кристаллической решётки внешним деформациям.

Для ускорения этого процесса был разработан метод искусственного старения, при котором медь также выделяется из твёрдого раствора с образованием интерметаллического соединения CuAl2, однако этот процесс ускоряется за счёт нагревания сплава до температуры 175°С. В результате время старения дуралюмина уменьшается до нескольких часов. Подобным образом можно обрабатывать и многие другие сплавы.

Прочность некоторых сплавов повышается при механическом воздействии. Так, например, удар или трение приводит к изменению кристаллической решётки на поверхности марганцевой стали. В результате образуется необычайно твёрдая кристаллическая структура — мартенсит, — которая предохраняет сталь от механического воздействия. Мартенсит также образуется в процессе закалки, когда раскалённую докрасна сталь погружают в воду или в масло, что значительно повышает её твёрдость.