Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 27
 
djvu / html
 

220
МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
материалах с различными свойствами; даёт классификацию сплавов (см., напр., Алюминиевые сплавы, Бронза, Железоуглеродистые сплавы, Лёгкие сплавы, Медные сплавы, Магниевые сплавы и др.); определяет области их применения; устанавливает способы управления строением и свойствами каждого данного сплава, выясняет воздействие на него различных видов обработки и условий эксплуатации изделий.
I. Общее металловедение.
Общее М. широко использует новейшие достижения теоретической и экспериментальной физики. Современная физич. теория металлического состояния позволила глубже понять и во многом объяснить основные, типичные свойства металлов в связи с их атомно-кристаллич. строением. В нескольких простейших случаях даже удалось приближённо теоретически рассчитать значения нек-рых свойств металлов и подтвердить этот расчёт точными физич. опытами. Центральным в этой теории является представление о том, что атомы металлов имеют специфич. строение — легко отщепляющиеся валентные электроны. Вследствие этого они обладают специфическими химич. свойствами и при сближении образуют кристалл с особой, металлической, связью. Он построен из положительно заряженных ионов, расположенных на определённых расстояниях один от другого в узлах обычно простой и компактной кристаллич. решётки, и из быстро движущихся между ионами относительно свободных электронов с большой длиной свободного пробега. Такое атомно-кристаллич. строение определяет типичные свойства металлов: высокую тепло- и электропроводность, пластичность, способность к лёгкой эмиссии электронов, к образованию разных фаз и др. Т. о. современная металлофизика (см.) позволяет связать атомное строение металлов с важнейшими свойствами технич. сплавов.
Кристаллы большинства металлов имеют простую высокосимметричиую решётку с плотной упаковкой атомов. При этом,однако, во всех кристаллах наблюдаются небольшие, но весьма существенно влияющие на свойства сплавов отклонения от идеальной решётки — незанятые узлы и различного рода смещения атомов; реальный кристалл состоит из блоков — мелких участков (10~4—!0~6 см), повёрнутых на малый угол (доли градуса) относительно соседних. Указанные «несовершенства» в значительной мере определяют течение процессов деформации сплавов, диффузии и превращений в них. Технич. металлы представляют собой поликристаллич. тела, т. е. агрегаты из множества мелких (10"1—10~5 CAI) кристаллов неправильной формы, т. н. кристаллитов (см.), различно ориентированных; в связи с этим на границах кристаллитов имеются ещё и другие несовершенства. Всё это вызывает необходимость изучения монокристаллов, т. е. специально выращенных крупных изолированных кристаллов (см. Монокристалл) чистых металлов и сплавов и сопоставления их свойств со свойствами технич. металлов и сплавов. Такое изучение позволяет выяснить роль размеров и формы зёрен, той или иной взаимной их ориентировки, характера их границ, чистоты металла (т. е. минимального содержания примесей), характера и степени искажения его решётки. В результате оказывается возможным объяснить очень существенные различия в свойствах металла при разной его структуре, протекание процессов деформации и разрушения при механических, химических и тепловых воздействиях, а также дать ряд важных указаний для практики.
Большую роль в общем М. играет теория кристаллизации и превращений, основанная на статистической физике и термодинамике, а также на многочисленных экспериментальных исследованиях. Современная теория кристаллизации (см.) исходит из представления о свободной энергии каждого состояния и флуктуационном образовании кристаллизационных центров. Она устанавливает законы роста кристаллов, выясняет роль примесей, фазовых границ, искажений кристаллич. решётки и диффузии при превращениях в твёрдом состоянии. Теория эта охватывает основные техно-логич. процессы, формирующие и изменяющие строение сплавов: затвердевание слитка, рекристаллизацию (см.), образование и растворение фаз; при этом удаётся рассчитать кинетику указанных процессов. Особенно велико значение этой теории для термич. обработки сплавов (см.Термическая обработка металлов, Закалка, Нормализация, Отпуск, Отжиг и др.).
Фундаментальное значение в общем М. имеет теория сплавов, исходящая из учения о термодинамич. равновесии, особенно о гетерогенном равновесии и правиле фаз. На основе этой теории и многочисленных экспериментальных исследований строятся диаграммы состояния (см.) сплавов, характеризующие находящиеся в равновесии фазы, их состав, число, области существования и условия взаимного перехода. Теоретически выведены типовые диаграммы для различных случаев взаимодействия компонентов сплавов. Экспериментально построены диаграммы состояния для большинства технически важных двойных сплавов и многих более сложных систем. Ценным дополнением к диаграммам состояния являются диаграммы «состав — свойство», характеризующие изменение того или иного свойства сплава в зависимости от его состава.
II. Специальное металловедение.
Специальное М. на основе указанных выше теоретич. положений занимается наиболее важными для развития техники проблемами: изыскивает составы новых сплавов с требуемыми свойствами (см., напр., Жаропрочные и жароупорные сплавы, Магнитные материалы, Нержавеющая сталь, Высокопрочный чугун, Лёгкие сплавы, Твёрдые сплавы, Сплавы с особыми физическими свойствами и др.) и разрабатывает новые способы их обработки для получения структуры с комплексом улучшенных технологических и эксплуатационных свойств.
III. Методы металловедения.
Методы М., в частности те, какими оно пользуется для исследования и испытания металлич. сплавов, весьма многообразны. Наряду с классическими методами металлографического исследования (см.) — термическим анализом, микро-и макроструктурным анализом — современное М. разрабатывает и широко применяет ряд новых методов. 1) Рентгеноструктурный анализ (см.) служит для исследования атомно-кристаллич. строения металлов. 2) Электронография, анализ, основанный на явлении диффракции электронов, позволяет определять структуру тонких слоев и особенно важен при решении вопросов о химич. стойкости сплавов. 3) Электронномикроскопич. исследования (см. Электронный .микроскоп) дают цепные сведения о мозаичной структуре сплавов, механизме их деформации, форме и дисперсности фаз, выделяющихся при отпуске стали и старении различных сплавов. 4) Фазовый анализ (см.), состоящий в химич. или электро-химич. изоляции фаз и последующем определении

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660


Большая Советская Энциклопедия Второе издание