Раздел 2. Строение сплавов.

Сплав- материал, полученный сплавлением или спеканием двух или более элементов (металлических и неметаллических). Сплавление предполагает жидкую фазу, а спекают обычно порошки.

Примером очень твердого сплава может послужить сплав карбида и вольфрама.

Следует отметить, что чистый металл используют в деталях и узлах в том случае, если к ним предъявляют одного или несколько требований. Чистые металлы не слишком прочные. Однако чаще к деталям предъявляют много требований, поэтому сплавы используют гораздо чаще.

Строение сплавов более сложное, чем у чистых металлов и зависит от того, как взаимодействуют друг с другом элементы, входящие в состав сплава.

В жидком состоянии элементы растворимы и образуют жидкий раствор. В твердом возможны следующие варианты:

1). Образование механических смесей двух компонентов (пример: перлит).

2). Образование химического соединения (пример: цементит).

3). Образование твердого раствора на основе одного из компонентов (пример: аустенит).

Обозначим заглавными буквами и компоненты, в качестве которых будут выступать химические элементы и даже химические соединения.

1. Механические смеси образуются в том случае, если компоненты и практически нерастворимы в твердом состоянии и не образуют химических соединений. Сплав будет состоять из смеси кристаллов и :

Свойства полученного материала будут определяться исходя из количественного соотношения компонентов и .

2.Химические соединения образуются тогда, когда количественное соотношение атомов компонентов соответствует стехеометрической пропорции и может быть представимо в виде формулы: , где целые числа.

При этом образуется новый тип кристаллической решетки (другой тип, не совпадающий с типами решеток компонентов и ).

Как правило, свойства химического соединения резко отличаются от свойств компонентов (высокая твердость, высокая прочность, низкая пластичность).

Химические соединения делятся на две группы:

1. Образующиеся по законам нормальной валентности: и так далее.
2. Не подчиняющиеся законам нормальной валентности: (видно, что валентность не соблюдается).

Химическое соединение двух металлов называется интерметаллитом:

Ванадий-углерод: (где 4 и 3- максимально приближенные значения концентраций).

3. При образовании твердых растворов сохраняется тип решетки одного из компонентов (растворителя), а атомы второго компонента располагаются в ней.

Существуют твердые растворы двух типов: твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения.