Метали і Сварка
Чисті метали, що містять 99,99 ... 99,999% основного металу, як правило, володіють низькою міцністю, і по цій причин ?? е їх застосування в якості конструкційних матеріалів вкрай обмежена. Набагато частіше застосовують сплави металів з металами і неметалами. Хімічні елементи, що утворюють сплав, називають компонентами. Сплави складаються з двох і більше компонентів. Сплави отримують сплавом рідких компонентів або дифузійним спеканием твердих порошків.
У металознавстві широко використовуються поняття система, фаза і структура.
Система - ϶ᴛᴏ сукупність великого числа фаз, що знаходяться в рівновазі.
Фазою називають однорідні (гомогенні) складові частини системи, що мають однаковий склад, кристалічну будову і властивості, одне і те ж агрегатний стан і окремі від інших складових частин системи поверхнями розділу.
Під структурою розуміють форму, розміри і характер взаємного розташування окремих фаз в металах і сплавах. Розрізняють макроструктуру (ᴛ.ᴇ. будова металу і сплаву, видиме неозброєним поглядом або при збільшенні до 30 ... 40 разів) і мікроструктуру (спостережувану за допомогою оптичних і електронних мікроскопів при більшому збільшенні).
З огляду на залежність отфізіко-хімічної взаємодії компонентів, в сплавах можуть утворюватися 3 види фаз:
1) Рідкі розчини можуть містити одну або кілька фаз, у разі якщо вони не змішуються (наприклад: вода і масло, жел ?? ЕЗО і свин ?? ец).
2) Тверді розчини - ϶ᴛᴏ фази, в яких зберігається кристалічна решітка одного з компонентів, а атоми іншого компонента розташовуються усередині решітки, змінюючи її розміри. Розрізняють тверді розчини заміщення (рис. 23а) і тверді розчини впровадження (рис. 23б). Всі метали в будь-якій мірі розчиняються одна в одній (наприклад: в алюмінії розчиняється до 5% міді; в міді може розчинитися до 39% цинку - однофазна латунь). Найважливішими для нас твердими розчинами впровадження є: ферит [30] - твердий розчин вуглецю в # 945; -Fe і аустеніт [31] - твердий розчин вуглецю в # 947; -Fe.
Мал. 23. Схема утворення твердих розчинів заміщення (а) і впровадження (б)
3) Хімічні з'єдн ?? ення. на відміну від твердих розчинів, зазвичай утворюються між компонентами, що мають велику різницю в електронному будову атомів і кристалічних решіток; при цьому кристалічна решітка хімічного з'єдн ?? ення відрізняється від решіток нд ?? ех компонентів, а між компонентами дотримується кратне співвідношення AnBm. де n і m - прості цілі числа. Найважливішим для нас хімічним з'єдн ?? еніем є цементит - карбід жел ?? еза Fe3C; він має алмазоподобную кристалічну решітку і в зв'язку з цим відрізняється дуже високою твердістю, міцністю і крихкістю.
Тверді розчини і хімічні з'єдн ?? ення вдають із себяоднофазние структури; на відміну від них механічні суміші являють себядвух і більш фазні структури, що складаються з почергових дрібних зерен різних фаз, між якими є межі розділу. Найважливішими для нас механічними сумішами є: перліт - механічна суміш зерен фериту і цементіта͵ містить в середньому 0,81% С і ледебурит - механічна смесьзерен фериту і цементіта͵ містить в середньому 4,3% С.