28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


27.03.2020
Один из самых популярных видов по типу установки – это подвесная раковина. Она монтируется прямо к стене при помощи специальных...


27.03.2020
Деревянные дома часто повреждаются от повышенной влажности, поэтому домовладельцы вынуждены иногда ремонтировать фундамент здания....


26.03.2020
Полноценную жизнь современного человека уже невозможно представить без использования гаджетов. Ноутбуки и смартфоны, планшеты и...


25.03.2020
Сегодня колодцы — это самый распространенный источник воды в загородном водоснабжении дачных участков и частных домов. А чтобы...


Общие сведения о сплавах

05.10.2019

При сплавлении двух металлов в ряде случаев образуется вполне однородный жидкий раствор одного металла в другом. Таким свойством взаимной растворимости обладают, например, пары: медь — никель, свинец — сурьма. Другие металлы при расплавлении не образуют однородный раствор, а располагаются двумя несмешивающимися жидкими слоями разной концентрации. Примером этого могут служить пары: свинец — цинк, свинец — медь и др. Имеется, наконец, группа металлов, обладающих весьма малой растворимостью, как-то пары: свинец — алюминий, висмут — алюминий, свинец — железо. Эти металлы при расплавлении образуют несмешиваемые слои, состоящие практически из чистых металлов.

Все пары металлов, дающие при расплавлении однородный жидкий раствор, при застывании могут образовывать механические смеси (эвтектики), твердые растворы и химические соединения.

Механические смеси. Рассмотрим пример образования сплава свинец — сурьма. Эти металлы, находясь в расплавленном состоянии, образуют однородный жидкий раствор. При затвердевании расплава образуется сплав, структура которого зависит от его состава.

На рис. 8 схематически изображены структуры сплавов с различным содержанием свинца и сурьмы (Pb и Sb). В сплавах 1 и 5, представляющих собой чистые металлы после перехода их из жидкого состояния в твердое, структуры состоят из однотипных кристаллов, плотно примыкающих один к другому. В сплаве 2 наряду с кристаллами чистого свинца наблюдается новое вещество. Подобная картина обнаруживается и в сплаве 4, где кристаллы чистой сурьмы разъединены тем же веществом. Наконец, в сплаве 3 структура состоит только из вещества, отмеченного в сплавах 2 и 4. Это вещество, как показывает химический анализ, состоит из 87% свинца и 13% сурьмы. По структуре оно представляет собой механическую смесь из мельчайших кристалликов свинца и сурьмы. Такая смесь кристалликов называется эвтектикой, а сплав — эвтектическим.

Из сопоставления разных структур сплавов Pb—Sb можно сделать следующий вывод. В сплавах, где содержание свинца превышает 87%, структура состоит из кристаллов свинца и эвтектики. В сплавах же с содержанием свинца меньше 87% структура состоит из кристаллов сурьмы и эвтектики.

Эвтектика обладает свойством плавиться и затвердевать при температуре ниже температур плавления металлов, из которых она состоит. В нашем примере эвтектика плавится при температуре 245°С, тогда как свинец и сурьма плавятся соответственно при 327 и 631°С.

Сплавы, в которых количество свинца больше или меньше 87%, начинают плавиться при температуре 245°С, а полное расплавление заканчивается при более высокой температуре. Так, например, в сплаве 2 (90% Pb) расплавление заканчивается при температуре 270° С, а в сплаве 4 (20% Pb) — при 540°С.

На этом свойстве эвтектических сплавов основано применение их в качестве припоев для пайки. Известный оловянносвинцовый припой третник, состоящий из 61,9% олова и 38,1% свинца, плавится при температуре 183° С. Чистое же олово плавится при температуре 232, а свинец — при 327°С.

В сплавах, состоящих из нескольких элементов, могут образовываться тройные, четверные и тому подобные эвтектики.

Твердые растворы. Примером образования сплава со структурой твердого раствора может служить пара медь — никель. Эти металлы как в жидком, так и в твердом состояниях растворяются один в другом при любой концентрации. В охлажденном состоянии сплав меди с никелем представляет собой однородное вещество — твердый раствор, состоящий из однотипных кристаллов раствора. Под микроскопом нельзя различить в этом сплаве ни меди, ни никеля.

Температура кристаллизации сплавов, образующих твердые растворы, занимает промежуточное положение между температурами кристаллизации чистых металлов и зависит от их процентного содержания и скорости охлаждения сплава. Принятый в производстве труб сплав мельхиор (70% меди и 30% никеля) при медленном охлаждении начинает кристаллизоваться при 1290, а окончательно затвердевает при 1150°С. Как видим, эти температуры выше, чем у меди (1083°С), и ниже, чем у никеля (1452°С). С увеличением содержания меди температура кристаллизации сплава понижается.

Химические соединения. Довольно часто при сплавлении металлов и неметаллов между отдельными их компонентами образуются химические соединения.

В этом случае химические соединения играют роль самостоятельного вещества, способного образовывать сплав как с одним, так и с другим основным металлом.

В качестве примера можно привести сплав дуралюмин марки Д6. Этот сплав содержит 93% алюминия, 5% меди и по 1% магния и марганца. Значительная часть меди образует с алюминием химическое соединение, которое в свою очередь образует сплав с алюминием. Магний и марганец присутствуют в этом сплаве также в виде различных химических соединений.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна