Свойства основные металлов и сплавов: Свойства металлов и сплавов

Свойства металлов и сплавов

Все свойства металлов и сплавов можно разделить на четыре группы:

Физические свойства. Физические свойства сплавов обуславливаются их составом и структурой. К ним относят:  

• Цвет металла или сплава является одним из признаков, позволяющих судить о его свойствах.
• Температура плавления — температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. У стали, например, температура плавления гораздо более высокая, чем у олова.
• Теплопроводность — способность тел проводить тепло при нагреве и охлаждении. Металлы имеют сравнительно высокую теплопроводность, чем она выше, тем равномернее распределяется температура по объему металла и тем быстрее он прогревается.
• Электропроводность — свойство металла проводить электрический ток.
• Магнитные свойства — способность металла намагничиваться (ферромагниты, парамагниты, диамагниты).

Химические свойства — это способность металла к взаимодействию с другими веществами: воздухом, водой, кислотами, щелочами и др. К химическим свойствам металлов и сплавов относят:

• Стойкость против коррозии на воздухе называют способность противостоять разрушающему действию кислорода, находящемуся в воздухе.
• Кислотостойкостью называют способность металлов и сплавов противостоять разрушающему действию кислот. Например, соляная кислота разрушает алюминий и цинк, а свинец не разрушает; серная кислота разрушает цинк и железо, но почти не действует на свинец, алюминий и медь.
• Щелочестойкостью металлов и сплавов называют способность противостоять разрушающему действию щелочей. Щелочи особенно сильно разрушают алюминий, олово и свинец.
• Жаростойкостью называют способность металлов и сплавов противостоять разрушению кислородом при нагреве. Для повышения жаростойкости вводят специальные примеси в металл, как, например, хром, вольфрам и т.
  д.

Технологические свойства — способность металла подвергаться различным методам горячей и холодной обработки. К технологическим свойствам металлов и сплавов относят:

• Литейные свойства определяются жидкотекучестью, усадкой и склонностью к ликвации.

1. Жидкотекучесть — способность металлов и сплавов заполнять полость литейной формы, точно воспроизводя ее конфигурацию.
2. Усадкой называется сокращение объема и размеров металла отливки при затвердевании и последующем охлаждении.
3. Ликвацией называется неоднородность химического состава твердого сплава по сечению слитка или заготовки.

• Ковкость  — способность металлов и сплавов подвергаться обработке давлением. Это свойство связано с их пластической деформацией, особенно при нагревании. С ковкостью связаны такие важнейшие виды обработки металлов давлением, как прокатка, прессование, ковка, штамповка и волочение.  В нагретом состоянии ковкость металла обычно выше. Хорошую ковкость имеет сталь в нагретом состоянии, алюминиевые сплавы и латуни в холодном состоянии.
• Свариваемость — способность металлов и сплавов образовывать бездефектное сварное соединение, отвечающее необходимым эксплуатационным требованиям. Хорошая свариваемость у углеродистых, низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Высокоуглеродистые и высоколегированные стали, некоторые цветные металлы и сплавы имеют худшую свариваемость. Чугун обладает плохой свариваемостью.
• Обрабатываемость материалов режущим инструментом 
  — способность материала поддаваться обработке режущими инструментами. Обрабатываемость металлов резанием отражает способность металлов ограничивать производительность их обработки, вызывать затруднения в обеспечении требуемой точности и качества обработанной поверхности, требовать для обработки специальных приспособлений.

Механические свойства характеризуют отношение металла или сплава к действию на них внешних сил. Эти свойства обычно являются решающими показателями, по которым судят о пригодности металла к различным условиям работы. К этим свойствам относятся:

• Прочность — свойство металла сопротивляться деформации и разрушению при действии на него нагрузки.  Максимальная нагрузка, которую выдерживает металл в момент наступления разрушения, называется нагрузкой предела прочности, а напряжение, отвечающее этой максимальной нагрузке — пределом прочности.
• Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки. Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов.
• Пластичность — способность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил. Пластичность — свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.
• Твердость — способность металла сопротивляться внедрению в его поверхность другого более твердого тела.
• Вязкость — способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке.
• Усталость — процесс постепенного накопления повреждений в металле под длительным воздействием повторных или повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению.  Разрушение в результате усталости во многих случаях не сопровождается заметной макродеформацией образца или детали, поэтому такое разрушение чрезвычайно трудно предупредить.
• Ползучесть — свойство металла медленно и непрерывно пластически деформироваться при постоянной нагрузке, особенно при высокой температуре.

Оставить заявку на токарные работы Вы можете любым удобным способом:

• заполнить заявку на сайте
• написать: info@lasermeh. ru
• позвонить: +7(812)426-11-72

Полный список статей

Свойства металлов и сплавов: химические, физические, механические, технологические

Главная » Сплавы » Какими свойствами обладают металлы и сплавы

На чтение 5 мин

Содержание

1. Признаки металлов
2. Классификация металлов
3. Черные
4. Цветные
5. Основные виды сплавов
6. Цинковые сплавы
7. Алюминиевые сплавы
8. Медные сплавы
9. Свойства сплавов
10. Физические свойства
11. Химические свойства
12. Механические свойства
13. Технологические свойства

Металлические изделия и детали используются в разных сферах промышленности. Существует множество видов металлов и каждый из них обладает сильными и слабыми сторонами. При изготовлении деталей для машин, самолётов или промышленного оборудования мастера обращают внимание на характеристики материала. Поэтому требуется знать свойства металлов и сплавов.

Свойства металлов и сплавов

Признаки металлов

У металлов есть признаки, которые их характеризуют:

1. Высокие показатели теплопроводности. Металлические материалы хорошо проводят электричество.
2. Блеск на изломе.
3. Ковкость.
4. Кристаллическая структура.

Не все материалы прочные и обладают высокими показателя износоустойчивости. Это же касается плавления при высоких температурах.

Классификация металлов

Металлы разделяются на две большие группы — черные и цветные. Представители обоих видов различаются не только характеристиками, но и внешним видом.

Черные

Представители этой группы считаются самыми распространёнными и недорогими. В большинстве своем имеют серый или тёмный цвет. Плавятся при высокой температуре, обладают высокой твердостью и большой плотностью. Главный представитель этой группы — железо. Эта группа разделяется на подгруппы:

1. Железные — к представителям этой подгруппы относится железо, никель и кобальт.
2. Тугоплавкие — сюда входят металлы температура плавления которых начинается с 1600 градусов. Их применяют при создании основ для сплавов.
3. Редкоземельные — к ним относятся церий, празеодим и неодим. Обладают низкой прочностью.

Существуют урановые и щелочноземельные металлы, однако они менее популярны.

Цветные

Представители этой группы отличаются яркой окраской, меньшей прочностью, твердостью и температурой плавления (не для всех). Разделяется эта группа на следующие подгруппы:

1. Лёгкие — подгруппа, включающая в себя металлы с плотностью до 5000 кг/м3. Это такие материалы, как литий, натрий, калий, магний и другие.
2. Тяжёлые — сюда относится серебро, медь, свинец и другие. Плотность превышает 5000 кг/м3.
3. Благородные — представили этой подгруппы имеют высокую стоимость и устойчивость к коррозийным процессам. К ним относятся золото, палладий, иридий, платина, серебро и другие.

Основные виды сплавов

Человечество знакомо с различными металлическими сплавами. Самыми многочисленными из них являются соединения на основе железа. К ним относятся ферриты, стали и чугун. Ферриты имеют магнитные свойства, в чугуне содержится более 2,4% углерода, а сталь — это материал с высокой прочность и твердостью.

Отдельное внимания требуют металлические сплавы из цветных металлов.

Производство стали

Цинковые сплавы

Соединения металлов, которые плавятся при низких температурах. Смеси на основе цинка устойчивы к воздействию коррозийных процессов. Легко обрабатываются.

Алюминиевые сплавы

Популярность алюминий и сплавы на его основе получили во второй половине 20 века. Этот материал обладает такими преимуществами:

1. Устойчивость к низким температурам.
2. Электропроводность.
3. Малый вес заготовок в сравнении с другими металлами.
4. Износоустойчивость.

Однако нельзя забывать про то, что алюминий плавится при низких температурах. При температуре около 200 градусов характеристики ухудшаются.

Алюминий применяется при изготовлении комплектующих к машинам, производстве деталей для самолётов, составляющих промышленного оборудования, посуды, инструментов. Не многие знают, что алюминий популярен в сфере производства оружия. Связано это с тем, что детали из алюминия не искрят при сильном трении.

Медные сплавы

Сплавы на основе меди — марки латуни. Из этого материала изготавливаются детали высокой точности, так как латунь легко обрабатывать. В составе сплава может содержаться до 45% цинка.

Свойства сплавов

Чтобы изготавливать детали и конструкции, нужно знать основные свойства металлов и сплавов. При неправильной обработке готовая деталь может быстро выйти из строя и разрушить оборудование.

Двигатель внутреннего сгорания

Физические свойства

Сюда относятся визуальные параметры и характеристики материала, изменяющиеся при обработке:

1. Теплопроводность. От этого зависит насколько поверхность будет передавать тепло при нагревании.
2. Плотность. По этому параметру определяется количество материла, которое содержится в единице объёма.
3. Электропроводность. Возможность металла проводить электрический ток. Этот параметр называется электрическое сопротивление.
4. Цвет. Этот визуальный показатель меняется под воздействием температур.
5. Прочность. Возможность материала сохранять структуру при обработке. Сюда же относится твердость. Эти показатели относятся и к механическим свойствам.
6. Восприимчивость к действию магнитов. Это возможность материала проводить через себя магнитные лучи.

Физические основы позволяют определить в какой сфере будет использоваться материал.

Химические свойства

Сюда относятся возможности материала противостоять воздействию химических веществ:

1. Устойчивость к коррозийным процессам. Этот показатель определяет на сколько материал защищён от воздействия воды.
2. Растворимость. Устойчивость металла к воздействию растворителей — кислотам или щелочным составам.
3. Окисляемость. Параметр указывает на выделение оксидов металлом при его взаимодействии с кислородом.

Обуславливаются эти характеристики химическим составом материала.

Механические свойства

Механические свойства металлов и сплавов отвечают за целостность структуры материала:

• прочность;
• твердость;
• пластичность;
• вязкость;
• хрупкость;
• устойчивость к механическим нагрузкам.

Технологические свойства

Технологические свойства определяют способность металла или сплава изменяться при обработке:

1. Ковкость. Обработка заготовки давлением. Материал не разрушается. Структура изменяется.
2. Свариваемость. Восприимчивость детали к работе сварочным оборудованием.
3. Усадка. Происходит этот процесс при охлаждении заготовки после её разогрева.
4. Обработка режущим инструментом.
5. Ликвация (затвердевание жидкого металла при понижении температуры).

Основной способ обработки металлических деталей — нагревание.

( 6 оценок, среднее 3 из 5 )

Поделиться

Определение, использование, торговля и инвестирование

Что такое неблагородные металлы?

Неблагородные металлы — это обычные металлы, которые относительно быстро тускнеют, окисляются или подвергаются коррозии при воздействии воздуха или влаги. Их можно противопоставить драгоценным металлам, и они широко используются в коммерческих и промышленных целях, таких как строительство и производство.

Примеры неблагородных металлов включают свинец, медь, никель, алюминий и цинк.

Ключевые выводы

• Неблагородные металлы — это обычные металлы, используемые в промышленности или производстве, такие как медь или цинк.
• Недрагоценные металлы исключают железосодержащие металлы и сплавы.
• В отличие от драгоценных металлов, недрагоценные металлы имеют тенденцию тускнеть, окисляться или подвергаться коррозии с течением времени или при воздействии элементов.
• Неблагородные металлы часто более распространены в природе и иногда их легче добывать, поэтому цены на них обычно ниже, чем на драгоценные металлы.
• На товарных рынках торгуются фьючерсы на некоторые базовые металлы, а для обычных инвесторов доступны ETF, отслеживающие базовые металлы.

Понимание основных металлов

Термин «неблагородные металлы», вероятно, возник потому, что эти материалы недороги и встречаются чаще, чем драгоценные металлы, такие как золото, серебро и платина. Неблагородные металлы часто более распространены в природе и иногда их легче добывать. Это делает неблагородные металлы гораздо менее дорогими для использования в производстве, чем драгоценные металлы.

Однако неблагородные металлы имеют неоценимое значение для мировой экономики из-за их полезности и повсеместного распространения. Медь, например, является ведущим неблагородным металлом, который часто называют «металлом с докторской степенью по экономике» или «докторской медью».

Изменения цен на медь могут предоставить информацию о состоянии мировой экономики благодаря ее широкому использованию в строительстве. Экономисты иногда используют цены на медь в качестве опережающего индикатора глобального экономического роста. Если спрос на медь растет и цены растут, то мировая экономика может улучшаться. И наоборот, падение цен на медь может служить предупреждением о том, что экономическая активность замедляется в важнейших областях экономики, таких как жилищное строительство.

Преимущества и недостатки неблагородных металлов

Основным преимуществом недрагоценных металлов является их относительная дешевизна. Неблагородные металлы служат многим целям, таким как строительство, так же, как или даже лучше, чем драгоценные металлы.

Кроме того, некоторые неблагородные металлы обладают уникальными свойствами, которые не могут быть воспроизведены другими металлами. Например, никель является одним из основных компонентов нержавеющей стали, цинк входит в состав гальванического покрытия стали для защиты от коррозии, а в Римской империи свинец использовался для многих целей, в том числе для производства труб, облицовки ванн, косметики и красок.

Неблагородные металлы также имеют ряд существенных недостатков, которые делают их менее подходящими в качестве валюты, чем драгоценные металлы. Первый недостаток заключается в том, что они обычно недостаточно ценны, чтобы служить компактным средством сбережения. Например, свинец продавался менее чем за один доллар США за фунт в течение четырех из восьми лет с 2013 по 2020 год. Необходимость таскать 50 или более фунтов свинца в магазин, чтобы купить продукты, всегда была непрактичной, в то время как золотые и серебряные монеты работали. хорошо. Еще в 1960-х годов многие монеты США все еще содержали серебро.

Другими заметными недостатками неблагородных металлов являются их химические свойства и нестабильность цен. Поскольку они легче окисляются и тускнеют, неблагородные металлы делают валюту гораздо менее прочной. В Соединенных Штатах часто можно найти проржавевшие пенни, которым всего несколько десятилетий. Они так быстро подвергаются коррозии, потому что в основном состоят из основного металла цинка. С другой стороны, золотые монеты тысячелетней давности часто все еще находятся в относительно хорошем состоянии.

Цены на неблагородные металлы также обычно более изменчивы из-за их широкого использования в промышленных целях. Когда промышленный спрос иссякает, цены на неблагородные металлы могут резко упасть.

Плюсы

• Практическое применение в промышленности и производстве

• Обильные и легко извлекаемые

• Более низкие рыночные цены, чем драгоценные металлы

Минусы

• Химические свойства со временем разрушают металлы

• Цены могут быть довольно изменчивыми

• Плохое средство сбережения

Фьючерсные контракты на недрагоценные металлы

Несколько бирж по всему миру предлагают контракты на торговлю цветными металлами, но центром международной торговли остается Лондонская биржа металлов (LME). В Соединенных Штатах Чикагская товарная биржа (CME) также предлагает фьючерсные контракты на цветные металлы.

Фьючерсные контракты CME с физической поставкой предназначены для удовлетворения потребностей развивающегося международного рынка. Они обеспечивают конкурентоспособное по стоимости средство управления ценовым риском для всей цепочки создания стоимости.

И производители, и потребители используют фьючерсные рынки для хеджирования своих ценовых рисков в отношении неблагородных металлов. Например, производители меди могут продавать фьючерсы на медь в ожидании добычи, чтобы хеджировать риск падения цен до того, как они будут готовы к продаже. С другой стороны, производители электроники могут покупать фьючерсы на медь, чтобы хеджировать риск роста цен, поскольку медь и медная проводка являются ключевыми компонентами компьютеров и электронных устройств.

Благодаря хеджированию как производитель (продавец), так и потребитель (покупатель) меди защищены от колебаний цен на металл, пока фьючерсный контракт остается в силе.

Как инвестировать в цветные металлы

Для тех, кто хочет торговать неблагородными металлами или добавить некоторые из них в диверсифицированный инвестиционный портфель, самым прямым способом является использование рынка фьючерсов. CME перечисляет несколько контрактов на цветные металлы, включая медь, алюминий, свинец и цинк.

Если у вас нет доступа к рынкам деривативов, вы можете вместо этого обратиться к товарным биржевым фондам (ETF), которые держат цветные металлы. Например, ETF Invesco DB Base Metals отслеживает индекс базовых металлов и предназначен для инвесторов, которым нужен экономичный и удобный способ инвестировать в товарные фьючерсы. Индекс представляет собой основанный на правилах индекс, состоящий из фьючерсных контрактов на некоторые из наиболее ликвидных и широко используемых неблагородных металлов — алюминий, цинк и медь (сорт А).

Точно так же субиндекс совокупного дохода iPath Bloomberg Industrial Metals ETN отслеживает цены четырех фьючерсных контрактов на промышленные металлы: медь; алюминий; никель; и цинк. Другие варианты включают ETF SPDR S&P Metals & Mining, который состоит из компаний, занимающихся металлургической и горнодобывающей промышленностью, и ETF iShares U.S. Basic Materials, который состоит из компаний, занимающихся производством основных материалов.

Существуют также биржевые продукты, которые отслеживают один товар, например, индексный фонд меди США.

Косвенный способ получить доступ к цветным металлам — это владение акциями горнодобывающих компаний, которые их производят. Alcoa, например, является крупным производителем алюминия в Соединенных Штатах.

Часто задаваемые вопросы

Является ли железная руда цветным металлом?

В то время как железо подвергается коррозии и ржавеет при воздействии воды и воздуха, неблагородные металлы исключают железо, ссылаясь только на цветные промышленные металлы.

Какие недрагоценные металлы самые дорогие?

Олово, как правило, является самым дорогим металлом в пересчете на тонну, за ним следуют никель, медь и цинк.

Можете ли вы принять доставку неблагородных металлов?

Если у вас есть фьючерсный контракт CME на базовый металл с истекающим сроком действия, и вы не закрываете его или не переводите на более длительный контракт, вы будете обязаны принять физическую поставку металла.

Как хеджировать сталь?

Сталь представляет собой сплав, состоящий в основном из железа с небольшим количеством углерода (~ 2%) и около 1% различных других микроэлементов. Поскольку сталь содержит железо, она не является основным металлом. Тем не менее, фьючерсы на железную руду торгуются на CME и других товарных биржах, что можно использовать для хеджирования позиций в стали.

Структура металлов и сплавов: свойства и примеры

Подсчитано, что ежегодно выбрасываются или теряются пенни на сумму 62 миллиона долларов. Хотя в целом это много, потеря 2 или 3 центов здесь или там не имеет значения для большинства людей. На самом деле, люди пытаются помешать монетному двору производить их, поскольку мы теряем 70 миллионов долларов в год на их производстве. Материал, используемый в копейках, стоит больше, чем сама копейка!

Первоначально монеты изготавливались только из меди, но позже стали изготавливаться из медно-цинкового сплава из сплава из-за роста стоимости меди. В этой статье мы узнаем о структуре металлов и сплавов !

• Сначала мы рассмотрим основы металлов и определим сплавы
• Далее мы рассмотрим основную структуру и свойства металлов и сплавов
• Затем мы рассмотрим состав и структуру сплавов
• Мы также рассмотрим атомные структуры каждого
• . Наконец, мы рассмотрим три типа кристаллических структур, которые могут быть образованы, и то, как они создают структура зерна .

Знакомство с металлами и сплавами

Прежде чем углубляться в структуру металлов и сплавов, давайте подробно остановимся на типах элементов, встречающихся в периодической таблице. Существует три типа элементов:

• металлоиды

• металлы

• неметаллы

тип

Периодическая таблица элементов. Достояние Викимедиа.

Как видно розовым цветом, их 9.0118 лот металлов, которые сгруппированы на основе общих свойств (которые мы обсудим позже).

Металлы могут образовывать сплавы .

Сплав представляет собой смесь двух или более металлов или смесь металла и неметалла.

Существует два типа сплавов: 1. Сплавы-заменители

2 . Сплавы внедрения В сплаве замещения некоторые атомы металла заменены атомами другого элемента аналогичного размера. В сплаве внедрения более мелкие атомы другого элемента заполняют «пробелы» в структуре металла.

Структура и свойства металлов и сплавов

Теперь поговорим о структуре и свойствах металлов и сплавов. Металлы отличаются своими уникальными характеристиками. К ним относятся:

• Высокая температура плавления

• Хорошие проводники тепла и электричества 0012

• Высокая плотность

Хотя вы можете предположить, что сплавы обладают характеристиками отдельных металлов, из которых они сделаны, вы ошибаетесь. Обычно мы создаем сплавы, чтобы «максимизировать» определенные характеристики.

• Сплавы тверже металлов

• Сплавы более устойчивы к коррозии, чем чистые металлы

• 0005

• Сплавы более пластичны, чем составные металлы

• Сплавы более долговечны, чем составные металлы

• Сплавы обладают меньшей проводимостью, чем составные металлы

Эти более чистые свойства, чем у сплавов металлов. Например, сталь (железо + углерод) — распространенный сплав, используемый в строительных материалах. Это имеет смысл, поскольку он может выдерживать больший вес, менее подвержен коррозии и ему легче придать форму, чем железу.

Состав и структура металлических сплавов

Общая структура металлического сплава зависит от его состава. Сплавы могут иметь разное соотношение металлов и могут содержать несколько металлов. Вот диаграмма с некоторыми 90 122 распространенными сплавами 90 123 и их 90 122 составами 90 123.

Название сплава	Состав	Пример использования
Амальгама	Ртуть (45-55%), остальное (45-55%), медь, цинк, олово и серебро0260	Стоматологические опилки
Латунь	Медь (65-90%), цинк (10-35%)	Дверные ручки и замки
Бронза 908олово 702% 902% -22%), остаток %: марганец, фосфор, алюминий или кремний	Статуи
Чугун	Железо (96-98%), углерод (2-4%), остаток %: кремний	Посуда
Пушечная бронза	Медь (80-90%), олово (3-10%), цинк (2-3%), остальное %: фосфор	Ружья
Олово	Олово (80-99%), остальное %: медь, свинец, сурьма	Декоративные элементы
Нержавеющая сталь	Железо (>0 %), остальные %: углерод, никель, марганец, молибден и другие металлы.	Ювелирные изделия
Серебро	Серебро (92,5%), медь (7,5%)	Медицинские инструменты

Атомная структура металлов и сплавов

Атомная структура металла довольно проста:

Структура чистого металла. Исследуй умнее Оригинал.

Атомы аккуратно выровнены и имеют одинаковый размер. Они не обязательно должны быть прямоугольной формы, но всегда расположены на равном расстоянии друг от друга и относительно близко друг к другу.

Сплавы разные. Атомная структура зависит от типа сплава: замещения или внедрения.

Вот как выглядит замещающий сплав:

Структура сплава замещения. StudySmarter Original

Как следует из названия, атомы одного металла заменяются атомами другого. Эти новые атомы по размеру аналогичны атомам других металлов.

Далее идут сплавы внедрения:

Структура сплава внедрения. Исследуй умнее Оригинал.

В сплаве внедрения атомы второго металла намного меньше атомов чистого исходного металла. Эти более мелкие атомы помещаются в «дыры» исходной структуры.

Эти типы сплавов можно комбинировать, поэтому сплав может иметь структуру, представляющую собой комбинацию двух показанных выше.

Кристаллическая структура металлов и сплавов

Металлы и сплавы обычно имеют кристаллическую структуру . Существуют три основные структуры, которые может иметь кристалл:

1. Объемно-центрированная кубическая (ОЦК)

2. Гексагональная закрытая упаковка (ГПУ)

3. Кубическая закрытая упаковка (ГЦП)/гранецентрированная кубическая ФКК)

Когда мы смотрим на эти структуры, мы часто ссылаемся на элементарную ячейку .

Элементарная ячейка — это наименьшая часть решетки, которая показывает трехмерную структуру всего кристалла.

По сути, кристалл — это одна и та же элементарная ячейка, повторяющаяся несколько раз. Металлы и сплавы формируют эти структуры, так как они наиболее эффективно заполняют пространство.

Первый тип кристалла — объемно-центрированный кубический ( ОЦК ) . Его структура показана ниже:

Объемно-центрированная кубическая элементарная ячейка и вся структура. Исследуй умнее Оригинал.

Общая форма — куб с атомами в каждом углу. В центре «тела» есть еще один атом, отсюда и название.

Затем у нас есть гексагональная закрытая упаковка (HCP) структура:

гексагональная закрытая упаковка и элементарная ячейка. Исследуй умнее Оригинал.

Элементарная ячейка для этого типа намного сложнее. Верхняя и нижняя грани структуры представляют собой шестиугольники с атомом в каждой точке и в центре. В центре клетки находится треугольная форма с атомом в каждой точке.

Наконец, у нас есть кубическая закрытоупакованная (CCP)/гранецентрированная кубическая (FCC) структура :

Кубическая закрытоупакованная/гранецентрированная кубическая элементарная ячейка и структура. Исследуй умнее Оригинал.

Как и в случае со структурой BCC, основная форма — куб. В каждом углу есть атом и по одному атому в центре каждой грани.

Зернистая структура металлов и сплавов

Отдельные кристаллические структуры группируются вместе, образуя зерна . Эти зерна объединяются, чтобы сформировать зернистая структура , которую можно рассмотреть в микроскоп. На изображении ниже показана структура зерна нержавеющей стали.

Структура зерен нержавеющей стали под микроскопом. Достояние Викимедиа.

Размер и ориентация зерен зависят от:

• Состав (сплав)
• Химические воздействия (например, коррозия)
• Физические воздействия (например, тепло)
• Механические воздействия (из-за процесса формования, например ковка)

Сами зерна образуются при затвердевании расплавленного материала. Структура зерна адаптирована для применения металлического сплава. Например, структура зерна медно-никелевого сплава устроена таким образом, что металл можно прессовать для изготовления пятицентовых монет.

Глядя на зернистую структуру (также называемую микроструктурой ), можно определить такие свойства материала, как прочность, твердость и пластичность.

Структура металлов и сплавов.