Строение сплавов

всегда экономически выгодно, часто они не отвечают требуемым свойствам. В

металлах не всегда сочетаются одновременно несколько необходимых свойств.
Создание сплавов – наиболее общий путь повышения прочности металлических материалов.
Этот метод (сплавления) позволяет получить также более широкий диапазон особых полезных свойств (например, жаропрочность, коррозионную стойкость, тепло – и износостойкость и др.).

или устойчивые химические соединения.
Структура и свойства сплава определяются в первую

очередь природой (типом) фаз, образующихся при сплавлении компонентов.
Фаза – однородная по химическому составу, типу решетки и свойствам часть сплава, отделенная от других частей границей раздела.

Сплавы – это материалы, полученные сплавлением или спеканием (порошковая металлургия) двух или более компонентов.

возможны три основных типа твердых (кристаллических) фаз:
Механические смеси.

Твердые

растворы.

Химические соединения.

одного компонента расположены между кристаллами другого. Они не способны к

взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения.
При этих условиях сплав будет состоять из кристаллов А и В отчетливо выявляемых на микроструктуре (если они достаточно крупного размера).
Рентгенограмма сплава покажет наличие двух решеток компонентов если бы исследовать в таком сплаве отдельно свойства кристаллов А и кристаллов В, то они были бы тождественны свойствам чистых металлов А и В.
Механические свойства зависят от количественного соотношения компонентов, а также от размера и формы зерен, значения их — промежуточные между характеристиками свойств чистых компонентов.

твердое атомы одного компонента располагаются в кристаллической решетке другого, т.е.

при кристаллизации образуют общую кристаллическую решетку, то образуется структура, называемая твердым раствором.

При образовании твердого раствора один компонент называется растворителем, а другой – растворимым. Растворителем становиться компонент, кристаллическая решетка которого сохраняется, а растворимым, соответственно, тот, атомы которого располагаются в кристаллической решетке растворителя.

растворы замещения и твердые растворы внедрения.
Твёрдые растворы замещения образуются лишь

теми атомами, которые, во-первых, имеют близкие по размерам радиусы (отличающиеся не более чем на 15%, а в случае Твёрдые растворы на основе Fe - не более чем на 8%) и, во-вторых, электрохимически подобны (находятся не слишком далеко друг от друга в ряду напряжении).
Твёрдые растворы внедрения образуются в тех случаях, когда размеры атомов компонентов существенно отличаются друг от друга и возможно внедрение атомов одного сорта в пустоты (междоузлия) кристаллической решётки, образованной атомами другого сорта.

соединения. Они, как и твердые растворы, обладают однородной структурой. Кристаллическая

решетка его включает атомы обоих компонентов.

Соотношение чисел атомов компонентов при этом, соответствует стехиометрической пропорции, что может быть выражено простой химической формулой: АnВm , где n и m – простые числа, причем тип решетки соединения Аn Вm отличается от решетки исходных компонентов.
Т.е. в кристаллической решетке химического соединения атомы каждого компонента находятся в строго определенном количестве и расположены всегда одинаково. Образуется специфическая (отличная от компонентов, составляющих химическое соединение) кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов.

обладают высокой твердостью и хрупкостью (т.е. малопластичны).
Твердые растворы, напротив,

имеют хорошую пластичность (и вязкость), но невысокую прочность и твердость.
Поэтому оптимальному сочетанию свойств конструкционных металлических сплавов (высоким значения прочности и ударной вязкости) соответствует структура, в которой дисперсные ( 10 нм) частицы твердых химических соединений равномерно и достаточно плотно (на расстояниях  20…40 нм) распределены в пластичной матричной фазе – твердом растворе.

количеств присутствующих фаз, но также и от формы, размеров,

взаимного расположения кристаллов этих фаз, т.е. от конкретной структуры сплава.

Свойства сплавов зависят

какого-либо сплава, нужно знать его структуру.
Структуру сплавов различного химического состава

можно установить путем анализа соответствующих диаграмм фазового равновесия или диаграмм состояния.

одного компонента расположены между кристаллами другого.
ДА

НЕТ

из компонентов могут находиться в любой пропорции.
ДА

НЕТ

растворяются в кристаллической решётке другого компонента.
ДА

НЕТ