Строение сплавов. Сплавы – все, что состоит из сплавов кристаллов

Сплавы – все, что состоит из сплавов кристаллов.

Фаза – обособленная часть сплава, имеющая собственное строение, состав, свойства.

Фазы бывают двух видов – твердые растворы и промежуточные фазы.

1. Твердые растворы

Это фазы, при образовании которых атомы В расположен в решетке атомов А – решетке растворителя. Всегда переменный состав.

Твердые растворы бывают:

1) растворами замещения, атомы В стоят в узлах вместо атомов А.

Условие для твердых растворов замещения: если < 7-8% и решетки одинаковы, то растворимость неограниченна, если = 8-15%, то она ограничена, если > 15%, то вещества нерастворимы.

2) растворами внедрения, когда атомы В стоят между узлами или в порах атомов А.

Условие для твердых растворов внедрения: R_B ≤ 0,59R_A. Например,

R_{поры ГЦК} ≤ 0,41R_A, R_{поры ОЦК} ≤ 0,29R_A.

Вывод: вблизи любого растворенного атома решетка искажена, поэтому они вносят дополнительное упрочнение.

, где

σ₀ – упрочнение растворителя;

- дополнительное упрочнение;

х – процент атомов В.

Аксиома: любой твердый раствор всегда прочнее растворителя. Также прочны твердые растворы внедрения.

2. Промежуточные фазы

Имеют собственную кристаллическую решетку, отличную от решеток А и В, обозначаются А_nВ_n (фаза постоянного состава), ω (фаза переменного состава).

Есть два класса:

1. Ме-Ме.

Пример:

● Электронные фазы l/n (3/2, 21/13, 7/4), где l – число валентных электронов, n – число атомов, например, CuZn, Cu₅Zn₈, CuZn₃;

● Фазы Лавеса А₂В, если R_B>>R_A (20%), например, Fe₂Mo.

2. Ме-нМе.

Пример:

FeO, FeS;

Cr₂₃C₆, TiC, W₂C – карбиды;

Fe₂N, Fe₄N – нитриды;

Супертвердые вещества.

Вывод: если промежуточная фаза образуется, то связи А с В сильнее, чем А-А и В-В, значит, связи будут более прочные, как правило прочнее, чем А-А и В-В.

Реальные кристаллы всегда имеют искаженную решетку. Чем выше суммарное искажение, тем кристаллы будут прочнее. Но одновременно будет ниже пластичность, электропроводность, хуже электропроницаемость, магнитные свойства, коррозионная стойкость.

Структура:

1. Макроструктура (визуально) – изломы, трещины.

2. Микроструктура (оптический микроскоп, увеличение до 2000 раз, видны частицы фаз).

3. Тонкая структура (электронный микроскоп, увеличение до 1000000 раз, видны дефекты).