Фазы металлических сплавов

В сплавах компоненты могут вступать во взаимодей­ствие с образованием различных фаз. Различают следу­ющие фазы металлических сплавов:

—жидкие растворы;

—твердые растворы;

—химические соединения.

Раствором называется твердая или жидкая гомоген­ная (однородная) система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах.

Жидкие растворы. Большинство металлов растворя­ются друг в друге в жидком состоянии неограниченно (в любых соотношениях). При этом образуется однород­ный жидкий раствор, в котором атомы растворимого металла равномерно распределены среди атомов метал­ла-растворителя.

Твердые растворы. В твердом растворе металл-раство­ритель сохраняет свою кристаллическую решетку, а ра­створимый элемент (металл или неметалл) распределя­ется в ней в виде отдельных атомов. Твердые растворы бывают двух типов:

· твердые растворы замещения — и

· твердые растворы внедрения.

В твердых растворах замещения (рис., а) часть ато­мов кристаллической решетки металла-растворителя замещена атомами другого компонента. Атомы раство­ренного компонента могут замещать атомы растворите­ля в любых узлах решетки.

В твердых растворах внедрения (рис. 5, б) атомы рас­творенного компонента внедряются в межатомное про­странство кристаллической решетки компонента-рас­творителя. При этом атомы располагаются в таких пустотах, где для них имеется больше свободного про­странства.

Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу.

Рис. 5. Схема твердого раствора замещения (в) и внедрения (б)

При образовании твердого раствора кристаллическая решетка всегда искажается, так как атомы растворите­ля и растворенного компонента различны. Искажение кристаллической решетки обусловливает изменение свойств сплавов по сравнению со свойствами исходных компонентов. Образование твердых растворов в сплавах приводит к увеличению их электрического сопротивле­ния, снижает пластичность и вязкость.

Химические соединения. Химические соединения и родственные им фазы постоянного состава в металли­ческих сплавах многообразны. Они имеют характерные особенности, отличающие их от твердых растворов:

—их кристаллическая решетка отличается от крис­таллических решеток компонентов, образующих
соединение;

—соотношение элементов в них кратно целым чис­лам;

—их свойства отличны от свойств образующих эле­ментов;

—они плавятся при постоянной температуре;

—их образование сопровождается значительным
тепловым эффектом.

Дата добавления: 2014-01-07