Металдың жалпы сипаттамалары және құрылымын оқу тәсiлдерi
жүктеу/скачать 2,75 Mb.
|
Тема 1
|
1 МЕТАЛДАРДЫҢ КРИСТАЛДЫҚ ҚҰРЫЛЫСЫ 1.1 Металдың жалпы сипаттамалары және құрылымын оқу тәсiлдерi Металл мен оның қорытпалары кристалды денелер болып келеді. Аморфты денелермен салыстырғанда металдың атомдары геометриялық заңға бағынып, реттi орналасқан. Металл құрылысы саны көп кристалдардан тұрады. Металдың қасиетi жылу және электр өткiзгiштiгi, металдық жылтырлығы, созымталдығы арқылы сипатталады. Таза металл материалға қойылатын талаптарға үнемi сай бола бермейдi, сол себепті металдың қорытпаларын қолдану кең таралған. Қорытпа екi немесе одан көп металл мен металды немесе металл мен металл емес элементтерді қорыту немесе оларды ұнтақтап бiрiктiру арқылы алынады. Мұндай қорытпалар металл қасиеттеріне тән қасиеттермен сипатталады. Қорытпаны құраушы химиялық элементтер компонент деп аталынады. Қорытпа екі немесе одан көп компоненттерден құралуы мүмкін. Металтануда «жүйе», «фаза», «құрылым» терминдерi кеңiнен қолданылады. Жүйе – фазалардың тепе-теңдiк күйдегi жиынтығы. Фаза –химиялық құрамы, кристалдық құрылысы мен қасиетi бiрдей, бір агрегатты күйдегі құрылымы біркелкі, басқа құраушы бөлшектерден аралары бөлінген жүйе құраушы бөлшектер. Құрылым ұғымында металл мен қорытпалардағы тиісті фазалардың формасы, мөлшері, құрастырушылары сияқты өздеріне ғана тән ерекше өзгешеліктері бар, оңашаланған, құрылысы бірдей қорытпа бөлшектері аталады. Металдың немесе қорытпаның құрылысын 30-50 есе үлкейтетiн құралдардың көмегiмен немесе жай көзбен көруге болатын құрылым макроқұрылым деп, металл мен қорытпаның құрылысын үлкейту шамасы 100 еседен жоғары микроскоп арқылы зерттейтін құрылым микроқұрылым деп аталынады. Макроқұрылым арнайы дайындалған үлгiлер (макрошлиф) арқылы зерттеледi. Бөлшектерден кесiп алынған үлгiлердiң бетi тегiстелiп, химиялық реактивпен өңделедi. Макроқұрылымды зерттеу арқылы құйылған металдың түйiршiктерiнiң орналасуын, сырт пішінін, қысып өңделген (деформацияланған) дайындамалардың талшықты құрылымын, металдың тұтастығын бұзушы ақауларды (шөккен жері, газды көпіршіктер, қуыстар, жарықшалар және т.б.) кристалдану процесінің барысында түйіршіктердің қалыптасуын, химиялық-термиялық өңделген (цементтендіру, азотқа қанықтыру және т.б.) беттің химиялық біртекті еместігін көрсетуге болады. Микроқұрылым арқылы түйiршiктердiң мөлшерi мен сырт пішінін, фазалардың өзара орналасуын, олардың мөлшерi мен сырт пішінін көруге болады (2 - сурет). Металдың микроқұрылымын зерттеу үшiн бөлшектен кесiп алынған үлгiнiң бiр бетi тегiстелiп, жалтыратылып, арнаулы химиялық реактивпен өңделедi. Осылай арнайы дайындалған үлгi микрошлиф деп аталады. а) мырыш сынығы; б) мыс сынығы; в) деформацияланған болат сынығы 1 – сурет. Макроқұрылымдар. Металдың микроқұрылымын сәулелі немесе электрондық микроскоптар арқылы көруге болады. Сәулелі микроскоптың ұсақ бөлшектерді айыру қабілеті 0,2 мкм (20 нм) болса, электрондық микроскоп 0,2-0,5 нм мөлшеріндегі бөлшектерді ажырата алады. Демек, аталған микроскоптың көмегімен құрылымдарды 2000 еседен 106 есеге дейін үлкейтіп зерттеуге болады. Сәулелі микроскоп арқылы металдың жазық беттегі құрылымы зерттелсе, электронды микроскоп арқылы жазық бетпен қатар оның көлемдік құрылымын зерттеуге болады. Микроскоптардың екі түрінің де жұмыс атқаруы геометриялық оптика заңына негізделген. Соңғы кезде металдың металлургиялық сапасын бағалауда, қирап-бұзылу процесінің заңдылығын көрсетуде, қирауына себепкер құрылымдық, технологиялық басқа да факторларды айқындауда сынық құрылысын зерттейтін білім саласы – фрактография тәсілі кеңінен қолданылады. Сынық деп металдың сынған жерінің беті қаралады. Сынық түрі конструкцияның жұмыс атқаратын температурасына, ортасына, түсетін күшке, металды қорыту технологиясына, қысып өңдеу, термиялық өңдеу арқылы қалыптасатын кристаллографиялық құрылысына, металдың құрылымына байланысты анықталады. Металдың атомдық-кристалдық құрылысын зерттеу рентгенқұрылымдық талдау арқылы жүргiзiледi. Металл мен қорытпаларды зерттеуде физикалық зерттеу тәсілдері (жылулық, көлемдік, электрлік, магниттік) қолданылады. Мұндай зерттеулер металл мен қорытпаларды өңдеу немесе басқа әсерлер (термиялық, механикалық) арқылы жүретін процестер мен физикалық қасиеттерінің өзгеруі арасындағы байланыстарға негізделген. Әсіресе жиі қолданылатын тәсілдер қатарына дифференциалды термиялық талдау тәсілдері жатады. Бұл тәсілдер фазалық өзгеру барысында металл көлемінің өзгеруіне негізделген. а) темірдің микроқұрылымы; б) болаттың микроқұрылымы (0,8% С); в) болаттың электронды микросуреті (0,8% С). 2 – сурет. Микроқұрылымдар. жүктеу/скачать 2,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|