Структура на метали и сплави

Метали са съставени от множество атома редовно подредени в кристалната структура. Въпреки факта, че ние разгледахме процеса на кристализация като образуването на единични кристали, метали обикновено не образуват единичен кристал втвърдяване (преход от състояние, наречено стопилка), вместо те образуват структура, състояща се от много малки кристали.

Това е така, защото стопения метал се диспергира в множество ядра или центрове. Такова ядро ​​може да бъде оформен със значителна загуба на топлинна енергия четири атома. С тази четири-атом могат да образуват единична клетка. Тези единични клетки растат като увеличаване на броя на атоми достигне ниско ниво на мощност, и започва да се присъединят към тях, и при което образуването на кристала. Този процес е известен като хомогенна кристализация. За да се развива един кристал на метала се стопи цялата налична изискват сложни специално оборудване.

В повечето случаи, втвърдяването се инициира от наличието на примеси в стопения метал. След като температурата падне под точката на топене, металните атоми стават депозиран на тези примеси и започва образуване на кристали. Този процес е известен като хетерогенен кристализация. Кристали (известен още като зърно) ще продължат да растат, докато всички метални втвърдява. По време на растеж те започват да се сблъскват една с друга, образувайки границата между кристали където атоми са подредени произволно. Тези граници, наречени зърно граници, и обикновено са дефектен площ от кристалната структура на метала.

Фиг. 1.5.1 схематично показва процеса на метал втвърдяване. Малък размер на зърното определя положителните свойства на метала, поради увеличаване на силата си добив, но в момента, в който няма да се обсъдят причините, поради които това се случва. Един начин да се получи фина структура е бързото втвърдяване на стопилката, което се използва в отливката на стоматологичен златни сплави в калъпи загрява до по-ниски температури в сравнение с температурата на топене сплав. Алтернативен метод за получаване на фини структури, за да се осигури множество центрове. Възможно е да се получи добавянето на иридий за дентална сплав леене на базата на злато. Iridium създава множество раздробени сайтове, и по този начин може да ограничи растежа на зърно.

Подробни изследвания на структурата на метали, а именно кристалния размер, форма и състав, е от съществено значение за определяне на техните свойства и подготовка технология. Някои идея на структурата на метали може да даде изследването на метални повърхности под електронен микроскоп в отразена светлина.

Светлината отразена от метална повърхност на полиран и размисъл характер, ще зависи от наличието на нередности по него, карайки го да разсейване.

Химическо въздействие върху полирана повърхност на метала (наречена офорт), също ще доведе до промяна в характера на отражение на светлината. Подходящи химически реактиви действат върху определени зони, разположени върху металната повърхност на високо напрежение площ, т.е. при границите на зърното, в който атомите на опаковката не е напълно подредени. Офорт води до образуването на канали, разсейваща светлина, които изгладени тъмни линии. Този ефект е показан схематично на фиг. 1.5.2 метал с изразен зърно хомогенна структура. Всички зърната имат приблизително еднакъв размер и форма; Такава структура се нарича равноосни зърна. Един пример на такъв метал със структура на зърното е proeutectoid gipoevtektoidnaya неръждаема стомана, при което повърхността след ецване е показано на фиг. 1.5.3. Други форми и размери на зърнени храни и те често са зависими от вида на обработка, използвани в втвърдяване на стопилката. Например, ако металната стопилка се излива в калъп с квадратно или кръгло сечение, чиято температура е по-ниска от стопилка се втвърдява метална структура ще изглежда, както е показано на фиг. 1.5.4, т.е. кристали растат от стените на матрицата до центъра.

Много метали лесно деформирани, особено ако те са разположени в началното (т.е. чиста) състояние. Това им дава възможност да се придаде всякаква желана форма удари с чука, чрез: валцоване, пресоване или протяжни. Големи отливки, известни като блокове, могат да бъдат трансформирани в членове от всяка желана форма, например, калник автомобили, лодки скелет или тел.

Metal, формата на която е била променена от щам, наречен ковано. Ако тя започва да учи под оптичен микроскоп микроструктурата на металната жица, тя би изглеждала, както е показано на фигура Фиг. 1.5.5. Зърна удължени в посоката на транспортиране и образуват слоеста структура. По този начин, чрез изучаване на микроскопична структура на метала, е възможно да получите много информация за него.