Полиморфные превращения в металлах. Кривая охлаждения железа

Многие металлы в зависимости от температуры могут существовать в разных кристаллических формах или, как называют, в разных модификациях. В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющие решетку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решетка другого типа. Полиморфную модификацию, устойчивую при более низкой температуре, для большинства металлов принято обозначать буквой а, при более высокой В, затем у и т. д. Переход чистого металла из одной полиморфной модификации в другую в условиях равновесия протекает при постоянной температуре (критической точке) и сопровождается выделением тепла, если превращение идет при охлаждении, и поглощением тепла в случае нагрева. В результате полиморфного превращения образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Поэтому такое превращение называют перекристаллизацией.

Полиморфные превращения происходят в чистых металлах, в сплавах, в химических соединениях. Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов и сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электропроводности, магнитных свойств, механических и химических свойств и т. д.

Строение, получающееся в результате полиморфного превращения, называется аллотропической формой. Аллотропическая форма, устойчивая при более низкой температуре, обозначается индексом a, при более высокой – b, g и так далее.

Железо- полиморфно(может находиться в различных кристаллографических модификациях). Порядковый номер железа в таблице Менделеева -26, атомная масса А- 55.85 а.е.м.(атомные единицы массы). Радиус атома R – 1,27А. Температура плавления- 1539°С. Плотность – 7,68 г/ см³. Кривая охлаждения железа представлена на рис. 1.4

Рис. 1.4 Кривая охлаждения чистого железа

768°С – точка Кюри (магнитное превращение, в котором ά –Fе из ферромагнитного состояния переходит в паромагнитное.

910°С- температура, при которой a - Fе переходит в γ Fе с решеткой ГЦК и периодом элементарной частицы а=3,645А

1392°С- температура, при которой γ Fе переходит в σ Fе с решеткой ОЦК и периодом элементарной ячейки а- 2,86068А

1539°С- Тплавл.- температура плавления

Литература

1. Серебряков А.С. Материаловедение. Изоляционные материалы. М. 2009г.

2. Колесов С.Н., Колесов И.С Материаловедение и технология

конструкционных материалов. М 2007г.

3. Лейкин А.Е. Материаловедение, 1971г.
4.. Кудрявцев И.В. Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 5, 1969г.
5. Лахтин Ю.М. Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений, 1990г.
6. Ржевская С.В. Материаловедение Учебник, 2004г.
7. Комаров О.С. Технология конструкционных материалов, 2005г.
8. Пейсахов А.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов, 2003г.
9. Попов В.А. Материалы в машиностроении Неметаллические материалы Справочник Том5, 1969г.