Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Строение металлов

Металлы в твердом и частично в жидком состоянии имеют высокую тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент электросопротивления. С повышением температуры электросопротивление чистых металлов возрастает; большое число металлов обладает сверхпроводимостью: у них при" температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление уменьшается скачкообразно до очень малых значений. Кроме того, все металлы обладают достаточной отражательной способностью и хорошей деформируемостью.

Металлы и металлические сплавы - тела кристаллические. Атомы (ионы) в них расположены закономерно в отличие от аморфных тел, в которых атомы располагаются беспорядочно (хаотично).

Металлы представляют собой поликристаллические тела, состоящие из большого числа мелких (1000- 0,1 мкм), различно ориентированных один по отношению к другому кристаллов. Вследствие разных условий кристаллизации металла эти кристаллики имеют неправильную форму; в отличие от кристаллов правильной формы их называют кристаллитами или зернами металла.

Структурные и физические методы изучения строения металлов и сплавов

Для изучения строения металлов и сплавов, получаемых сплавлением (спеканием) двух или нескольких металлов или металлов с неметаллами, применяют различные методы исследования. Наиболее широко используют металлографический анализ, позволяющий изучать структуру, т. е. форму, размеры и характер взаимного расположения кристаллитов, образующих металл или сплав.

Различают макроструктуру - строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении (в 30-40 раз), ими-

кроструктуру - строение металла или сплава, наблюдаемое с помощью микроскопа при больших увеличениях.

Макроструктуру изучают на макрошлифах. Для получения их из крупных заготовок (слитков, поковок и т. д.) или изделий вырезают темплеты (макрошлифы), поверхность которых шлифуют, а затем подвергают травлению специальными реактивами.

При исследовании макрошлифа можно определить форму и расположение зерен в литом металле (рис. 1, а);

Рис. 1. Макроструктура литого (с) н деформированного (б) металла

направление волокна (деформированные кристаллиты) / в поковках и штамповках (рис. 1, б); дефекты, нарушающие сплошность металла (усадочная рыхлость, газовые пузыри, раковины, трещины и т. д.); химическую неоднородность сплава, вызванную кристаллизацией или созданную термической, а также химико-термической (цементация, азотирование и др.) обработкой.

Микроструктура показывает (рис. 2, а) взаимное расположение кристаллитов, их форму и размеры. Микроструктуру изучают на м и к р о ш л и ф а х.

Для этого из исследуемого полуфабриката или детали вырезают в определен1юм направлении небольшой образец, одну из плоскостей которого шлифуют, полируют и подвергают травлению специальными реактивами.

Микроструктуру металлов наблюдают в световом или электронном микроскопах. В последнем случае

готовят не микрошлиф, а специальный объект - фольгу или реплику.

Разрешающая способность светового микроскопа, т. е. минимальный размер объекта (детали структуры).

Рис. 2. Микроструктура металла:

й - микроструктура стали (Fe-Fe,C), X 500; б « то же, X 44 ООО; е - субструктура металла (дислокации), Х44 ООО; г - микрофрактография стали, X16 ООО

который различим с его помощью, не превышает 200 нм. Полезное увеличение в световом микроскопе достигает примерно 1500 раз. Применение больших увеличений бесполезно, так как новые, более мелкие детали структуры не становятся видимыми, меняется только масштаб изображения, поскольку разрешающая способ-