В (Строение реальных атомов. Дефект кристаллического строения ( точечные, линейные, плоскостные, объемные) их характеристика и влияние на св-ва металла)

В (Классификация мет. и немет. Материалов. Атомокристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток, их параметры)

· Металлические это могут быть различные сплавы, стали, цветные и черные металлы, композитные материалы с мет. Матрицей.

(Черные – железо и сплавы на его основе – стали и чугуны; Цветные – медь, Al)

· Неметаллические могут быть различные полимеры (пластмассы), углепластики, стекло, керамика.

Атомокристаллическое строение определяется кристаллической решеткой, является воображаемой пространственной сеткой с атомами в узлах

Кристаллическая решетка бывает:

1. Кубическая

2. Объемно-центрированная кубическая (атомы в вершинах куба и центре) ОЦК

3. Гранецентрированная кубическая (атомы в вершинах и по центру граней) ГЦК

4. Гексогональная (углерод в виде графита?)
- Простая (атомы в вершанах и по центру 2-х оснований)
- Плотноупакованная (3 доп. Атома в средней плоскости (Цинк))

В (Строение реальных атомов. Дефект кристаллического строения (точечные, линейные, плоскостные, объемные) их характеристика и влияние на св-ва металла)

Каждое зерно металла состоит из отдельных фрагментов, а они – из блоков,образующие мозаичную структуру

Дефекты кристаллов:

1) Точечные – это вакансии, т.е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют в рез-те их перехода на поверхность кристалла, или атомы, внедрившиеся в межузлие решетки(дислоцированные), а так же примеси замещения, которые замещают атомы основного металла

Точечные дефекты вызывают незначительные искажения решетки, что может привести к изменению свойств тела (электропроводность, магнитные свойства), их наличие способствует процессам диффузии и протеканию фазовых превращений в твердом состоянии. При перемещении по материалу дефекты могут взаимодействовать.

2) Линейные – это краевые или винтовые дислокации.

Дислокация – это дефекты кристаллического строения, представляющие собой линии, вдоль и вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей.

Краевая представляет собой линию, вдоль которой обрывается внутри кристалла край лишней полуплоскости

Неполная плоскость – экстраплоскость.

Если экстраплоскость находится в верхней части кристалла, то краевая дислокация – положительная (), если в нижней, то – отрицательная (). Дислокации одного знака отталкиваются, а противоположные притягиваются.

Винтовая это некая условная ось, вокруг которой закручены атомные плоскости. (сдвиг одной части кристалла относительно другой)

Если переход от верхних горизонтов к нижним осуществляется поворотом по часовой стрелке, то дислокация правая, а если поворотом против часовой

стрелки – левая.

Дислокации влияют не только на прочность и пластичность, но и на другие свойства кристаллов. С увеличением плотности дислокаций возрастает внутреннее, изменяются оптические свойства, повышается электросопротивление металла. Дислокации увеличивают среднюю скорость диффузии в кристалле, ускоряют старение и другие процессы, уменьшают химическую стойкость, поэтому в результате обработки поверхности кристалла специальными веществами в местах выхода дислокаций образуются ямки.

3) Поверхностные – границы зерен, фрагментов и блоков. На границах кристаллическая решетка сильно искажена. В них скапливаются перемещающиеся изнутри зерен дислокации.

4) Если углы разориентации между зернами с составляют несколько десятков градусов, то зерна р разделяет большеугловая граница – зона шириной 5 5–15 межатомных расстояний с нарушением п ч сс порядка в расположении атомов (рис. 1.21, б).

5) ссс скопление в этой зоне дислокаций и примесей вчв оказывает влияние на механические свойства

6) металла. Большие зерна состоят из мелких (0,1–1 м аа км) блоков (субзерен), разориентированных отно- аа носительно на небольшие углы (менее пяти сампап градусов).

Из практики известно, что мелкозернистый металл прочнее круп­нозернистого. Так как у последнего меньше суммарная про­тяженность (площадь) границ. То можно сделать вывод, что поверхностные дефекты способствуют повышению прочности металла. Поэтому создано несколько технологических способов полу­чения мелкозернистых сплавов.

4) Объемные дефекты кристаллической решетки включают трещины и поры. Наличие данных дефектов, уменьшая плотность металла, снижает его прочность.

Кроме того, трещины являются сильными концентратора­ми напряжений, в десятки и более раз повышающими напря­жения создаваемые в металле рабочими нагрузками. По­следнее обстоятельство наиболее существенно влияет на прочность металла.