Большая Советская Энциклопедия (МЕ)
ModernLib.Net / Энциклопедии / БСЭ / Большая Советская Энциклопедия (МЕ) - Чтение
(стр. 63)
Автор:
|
БСЭ |
Жанр:
|
Энциклопедии |
-
Читать книгу полностью
(3,00 Мб)
- Скачать в формате fb2
(16,00 Мб)
- Скачать в формате doc
(1 Кб)
- Скачать в формате txt
(1 Кб)
- Скачать в формате html
(15,00 Мб)
- Страницы:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90
|
|
Металли'ческий мост,мост, пролётные строения которого выполнены из металла, преимущественно стали (опоры в современных М. м. обычно бетонные или железобетонные); см.
,
.
Металловедение
Металлове'дение,наука, изучающая связи состава, строения и свойств металлов и сплавов, а также закономерности их изменения при тепловых, механических, физико-химических и др. видах воздействия. М. - научная основа изысканий состава, способов изготовления и обработки металлических материалов с разнообразными механическими, физическими и химическими свойствами. Уже народам древнего мира было известно получение металлических сплавов (
и др.), а также повышение твёрдости и прочности стали посредством
.Как самостоятельная наука М. возникло и оформилось в 19 в., вначале под названием
.Термин «М.» введён в 20-х гг. 20 в. в Германии, причём было предложено сохранить термин «металлография» только для учения о макро- и микроструктуре металлов и сплавов. Во многих странах М. по-прежнему обозначают термином «металлография», а также называют «физической металлургией». Возникновение М. как науки было обусловлено потребностями техники. В 1831 П. П.
,разрабатывая способ получения
,изучал под микроскопом строение отполированной поверхности стали, предварительно протравленной кислотой. В 1864 Г. К.
произвёл подобные же исследования микроструктуры железных метеоритов и образцов стали, применив при этом микрофотографию. В 1868 Д. К.
указал на существование температур, при которых сталь претерпевает превращения при нагревании и охлаждении (критические точки). Эти температуры измерил Ф.
(1888) при помощи термоэлектрического термометра, изобретённого А.
.У. Робертс-Остен (Великобритания) исследовал методами
и микроструктуры нескольких двойных металлических систем, в том числе
(1897). Его результаты критически пересмотрел в 1900 с точки зрения
,теоретически выведенного Дж. У.
(1873-76), Г. В.
.Ле Шателье значительно улучшил технику изучения микроструктуры. Н. С.
сконструировал самопишущий пирометр (1903) и на основе изучения ряда металлических двойных систем совместно с сотрудниками (С. Ф.
,Н. И.
,Г. Г.
и др.) установил закономерности, явившиеся основой учения о сингулярных точках и физико-химического анализа. С 1903 диаграммы состояния металлических сплавов изучал Г.
с сотрудниками. В России А. А.
исследовал явления закалки сплавов (1902), значительно улучшил методику М. введением автоматической записи дифференциальных кривых нагревания и охлаждения (1910) и травления микрошлифов при высокой температуре (1909). Байков основал в Петербургском политехническом институте первую в России учебную лабораторию М., в которой работали Н. Т.
,Г. А. Кащенко, М. П. Славинский, В. Н. Свечников и др. Пионерами применения М. в заводской практике были А. А.
,создавший лабораторию М. на Обуховском заводе (1895), и Н. И.
,основавший такую же лабораторию на Путиловском заводе (1904). В 1908 А. М.
организовал в Высшем техническом училище первую в Москве металлографическую лабораторию, в которой работали И. И. Сидорин, А. А. Бочвар
,С. М. Воронов и др. специалисты в области М. цветных металлов.
В 1918 А. Портевен и М. Гарвен (Франция) установили зависимость критических точек стали от скорости охлаждения. С 1929-30 начались исследования превращений в стали в изотермических условиях (Э. Давеппорт и Э. Бейн, Р. Мейл в США, С. С.
,Н. А.
в СССР, Ф. Вефер в Германии и др.). Одновременно развивалась физическая теория
металлов, экспериментальные основы которой были заложены в начале 20 в. Тамманом (Я. И.
,В. И. Данилов в СССР, М.
в Германии, И. Странский в Болгарии).
Исключительную роль в развитии М. играл начиная с 20-х гг. 20 в.
,который позволил определить кристаллическую структуру различных фаз, описать её изменения при
,
и
(структуру
,изменения структуры твёрдых растворов при их распаде и т.д.). В этой области важнейшее значение имели работы Г. В.
,С. Т.
,Н. В.
и др., а за рубежом - А. Вестгрена (Швеция), У. Юм-Розери (Великобритания), У. Делингера, В. Кёстера (Германия) и др. Курдюмов, в частности, разработал теорию закалки и отпуска стали и исследовал основные типы фазовых превращений в твёрдом состоянии («нормальные» и мартенситные). В 20-х гг. А. Ф.
и Н. Н. Давиденков положили начало теории
кристаллов. Теория фазовых превращений, изучение атомно-кристаллического и электронного строения металлов и сплавов, природы механических, тепловых, электрических и магнитных свойств металлов были новыми этапами в истории М. как пограничной науки между физической химией и физикой твёрдого тела (см.
)
.
Развитие М. во 2-й половине 20 в. характеризуется значительным расширением методических возможностей. Кроме рентгеноструктурного анализа, для изучения атомнокристаллического строения металлов применяют
,которая позволяет изучать локальные изменения строения сплавов, взаимное расположение структурных составляющих и несовершенства кристаллического строения (см.
)
.Существенное значение имеют методы электронной дифракции,
,радиоизотопных индикаторов, внутреннего трения, микрорентгеноспектрального анализа,
,магнитометрии и др.
М. условно разделяется на теоретическое, рассматривающее общие закономерности строения и процессов, происходящих в металлах и сплавах при различных воздействиях, и прикладное (техническое), изучающее основы технологических процессов обработки (термическая обработка, литьё, обработка. давлением) и конкретные классы металлических материалов.
Основные разделы теоретического М.: теория металлического состояния и физических свойств металлов и сплавов, кристаллизация, фазовые равновесия в металлах и сплавах, диффузия в металлах и сплавах, фазовые превращения в твёрдом состоянии, физическая теория процессов пластической деформации, упрочнения, разрушения и рекристаллизации. Содержание теоретического М. в значительной мере связано с металлофизикой.
Теория металлического состояния рассматривает металл как совокупность электронов, движущихся в периодическом поле положительных ионов (см.
)
.На основе учёта сил межатомного взаимодействия оценена теоретическая прочность металлических монокристаллов, которая в 100-1000 раз больше практической. Электрическое сопротивление металлов рассматривается как следствие нарушений идеального расположения атомов в кристаллической решётке, обусловленных её колебаниями, наличием статических дефектов и примесей. В зависимости от особенностей межатомного взаимодействия возникают различные фазы: упорядоченные твёрдые растворы, электронные соединения, фазы внедрения, сигма-фазы и т.д. Развитие электронной теории металлов и сплавов сыграло большую роль в создании сплавов с особыми физическими свойствами (сверхпроводящих, магнитных и др.).
Кристаллизация металлов характеризуется большими значениями скорости зарождения центров кристаллизации и скорости роста кристаллов при малом интервале переохлаждений, в котором происходит затвердевание. Строение реального металлического слитка определяется закономерностями кристаллизации, условиями теплоотвода, а также влиянием примесей. Механизм эвтектической кристаллизации сплавов был изучен А. А. Бочваром (1935).
Один из важнейших разделов теоретического М. - изучение фазовых равновесий в сплавах. Построены
для многих двойных, тройных и более сложных систем и установлены температуры фазовых переходов. При определённых условиях (например, быстром охлаждении) могут возникать метастабильные состояния с относительным, при данных термодинамических условиях, минимумом свободной энергии. Наиболее важные примеры таких состояний -
стали и пересыщенные твёрдые растворы металлов (например, Al - Cu). Кинетика фазовых превращений и условия возникновения метастабильных состояний определяются степенью отклонения системы от равновесия, подвижностью атомов (характеристики
)
,структурным и химическим соответствием возникающих и исходных фаз.
Превращения в твёрдом состоянии (фазовые превращения) в условиях сильного межатомного взаимодействия в кристаллических фазах сопровождаются возникновением полей напряжений. При некоторых условиях и наличии полиморфных модификаций (см.
)
наблюдается упорядоченная перестройка кристаллической решётки на границе фаз (
)
.В области температур, при которых быстро происходят релаксационные процессы, образование кристаллов новой фазы может протекать путём неупорядоченных диффузионных переходов отдельных атомов («нормальное» превращение). Для М. железных сплавов большое значение имеют кинетические диаграммы превращений
.В металлических сплавах часто протекают процессы распада пересыщенных твёрдых растворов. Во многих случаях наиболее существенные изменения свойств происходят до возникновения при распаде второй фазы. Рентгенографические исследования показали, что эти изменения связаны с процессами перераспределения атомов в решётке матрицы, образованием обогащенных зон внутри матрицы (см.
)
.Равновесия и кинетика фазовых превращений могут в значительной мере изменяться в результате воздействия высоких давлений. В связи с проявлением сил химического взаимодействия между атомами различных элементов в ненасыщенных твёрдых растворах могут также происходить процессы перераспределения атомов элементов. Упорядоченное расположение атомов в определённых узлах кристаллической решётки возникает в твёрдых растворах замещения (например, Cu - Al) и внедрения (мартенсит, Ta - О и т.д.). В некоторых случаях появляются внутрифазовые неоднородности - сегрегации.
Важное значение для развития М. имеет физическая теория пластической деформации и дефектов кристаллического строения. Расхождение между теоретически вычисленными и наблюдаемыми на опыте значениями прочности привело в 1933-34 к предположению о наличии в кристаллах особых дефектов (несовершенств) -
,перемещение которых под действием сравнительно малых сил осуществляет пластическую деформацию. Экспериментальные исследования, проведённые различными методами и особенно дифракционной электронной микроскопией тонких фольг, подтвердили наличие дислокаций. Методы внутреннего трения и др. позволили выяснить роль точечных дефектов (
)
.Наличие вакансий влияет на физические свойства кристаллов и играет важную роль в диффузионных процессах при термообработке,
,
,спекании и т.д. Изучение свойств бездефектных
доказало правильность теоретической оценки прочности. В практически важных случаях повышение прочности достигается увеличением плотности дислокаций (например, пластической деформацией, мартенситным превращением при закалке или их сочетанием). Примеси могут скапливаться у дислокаций и блокировать их. Одно из наиболее ярких проявлений влияния реальной структуры на процессы в металлах и сплавах - различия в скорости диффузии и распределении элементов по границам и объёму поликристаллов. В некоторых случаях очень малые примеси изменяют скорость граничной диффузии. Поскольку многие процессы распада твёрдых растворов начинаются преимущественно в приграничных областях, малые примеси могут существенно изменять кинетику этих процессов и конечную структуру. Взаимодействие дислокации с примесями внедрения (в железе - углерод и азот) - одна из главных причин
металлов с объёмноцентрированной кубической решёткой. Движением и взаимодействием дислокаций определяется протекание
металлов, разупрочнения,
,полигонизации, рекристаллизации и др. процессов. Наиболее эффективные средства изменения структуры и свойств металлических материалов -
,термическая обработка, поверхностное упрочнение,
,
.
Содержанием прикладного (технического) М. является изучение состава, структуры, процессов обработки и свойств различных конкретных классов металлических материалов (например, железоуглеродистых сплавов, конструкционной стали, нержавеющей стали, жаропрочных сплавов, алюминиевых сплавов, магниевых сплавов, металлокерамики). В связи с развитием новых областей техники возникли задачи изучения поведения металлов и сплавов при радиационных воздействиях, весьма низких температурах, высоких давлениях и т.д.
Лит.:Бунин К. П., Железоуглеродистые сплавы, К. - М., 1949; физические основы металловедения, М., 1955; Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960; Лившиц Б. Г., Металлография, М., 1963; Физическое металловедение, пер с англ., в. 1-3, М. 1967-68.
Р. И. Энтин.
Образец металлогенической карты.
«Металловедение и термическая обработка металлов»
«Металлове'дение и терми'ческая обрабо'тка мета'ллов»,ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР и Центрального правления Научно-технического общества машиностроительной промышленности. Выходит в Москве с 1955. Публикует материалы о свойствах металлов и сплавов, освещает вопросы теории и технологии термической обработки, помещает статьи о достижениях зарубежной техники в этой области, техническую информацию, хронику, персоналии. Тираж (1973) 10 тыс. экземпляров. Переиздаётся на английском языке в США.
Металлогенические карты
Металлогени'ческие ка'рты,геологические карты, показывающие закономерности размещения рудных месторождений в связи с особенностями геологического строения местности.
По масштабу М. к. разделяются на три группы: обзорные, или мелкомасштабные (от 1: 500 000 и мельче); среднемасштабные (1: 200000 - 1: 100 000); крупномасштабные (1: 50 000 - 1: 25 000). Геологической основой обзорных М. к. является карта формаций осадочных, магматических и метаморфических пород, последовательно возникающих в процессе преобразования геосинклиналей в складчатые области и платформы. На среднемасштабных картах, кроме того, отображаются крупные складчатые и разрывные тектонические структуры. При составлении крупномасштабных М. к. изображаются возраст пород, их состав и все существенные тектонические структуры.
Месторождения полезных ископаемых показываются внемасштабными условными знаками, отображающими их генетический класс, минеральный и химический состав, размеры запасов минерального сырья и его качество. Совокупность сходных месторождений оконтуривается с выделением на М. к. площадей их распространения, определяемых каким-либо элементом геологического строения местности или их комбинацией. При этом выделяются металлогенические области, районы и зоны, подчиненные породам определённого возраста, состава или строения.
Лит.:Смирнов В. И., Очерки металлогении, М., 1963; Основные принципы составления, содержание и условные обозначения металлогенических и прогнозных карт рудных районов, М., 1964.
В. И. Смирнов.
Металлогенические эпохи
Металлогени'ческие эпо'хи,эпохи формирования
, отвечающие основным этапам геологического развития земной коры. Архейская М. э. выделялась по глубоко метаморфизированным месторождениям железистых кварцитов и сравнительно ограниченным по распространению керамическим пегматитам. Раннепротерозойская М. э. отличалась широким распространением метаморфогенных руд (джеспилиты, итабириты), ураносодержащих золотоносных конгломератов, медистых песчаников, магматических месторождений хрома, титана, меди, никеля. Среднепротерозойской М. э. также были свойственны метаморфогенные месторождения железа и металлоносных конгломератов; кроме того, в это время формировались древнейшие колчеданные медные, свинцово-цинковые и гидротермальные урановые месторождения. Раннерифейская М. э. характеризовалась формированием метаморфогенных месторождений железа, марганца, а также магматических месторождений железа, марганца, а также магматических месторождений сульфидных медно-никелевых руд и редкометальных пегматитов. Позднерифейская М. э. отличалась массовым развитием месторождений медистым песчаников, проявлением гидротермальных месторождений золота, меди, олова и вольфрама. Каледонская М. э. характеризовалась преобладанием месторождений, связанных с базальтоидной магмой и представленных магматическими месторождениями железа, титана, хрома, платиноидов; известны также гидротермальные месторождения золота. Герцинская М. э. отличалась разнообразными полезными ископаемыми; среди них - магматические месторождения железа, титана, хрома, платиноидов; скарновые месторождения железа и меди; колчеданные месторождения меди, свинца и цинка; пегматитовые и грейзеновые месторождения вольфрама, олова, лития, бериллия; гидротермальные месторождения меди, свинца, цинка, молибдена, золота, урана. Альпийская М. э. выделялась по развитию разнообразных плутогенных и вулканогенных гидротермальных месторождений меди, цинка, свинца, золота, вольфрама, олова, молибдена и особенно сурьмы и ртути.
Лит.:Смирнов В. И., Очерки металлогении, М., 1963; Твалчрелидзе Г. А., О главнейших металлогенических эпохах Земли, «Геология рудных месторождений», 1970, т. 12, №1.
В. И. Смирнов.
Металлогения
Металлоге'ния(от
металлыи греч. –gйneia - часть сложного слова, означающая происхождение, создание), раздел учения о полезных ископаемых, исследующий региональные закономерности формирования и размещения рудных месторождений. Служит научной основой прогноза распространения различных групп рудных месторождений. Служит научной основой прогноза распространения различных групп рудных месторождений. Основоположники М. в СССР - В. А.
, С. С.
, Ю. А.
Билибин; за рубежом - французский геолог Л. де
. М. исходит из того, что на последовательных этапах истории развития земной коры в её крупных структурных подразделениях со свойственным им процессами тектоник и возникают строго определённые группы рудных месторождений. Этот процесс протекает по-разному в геосинклиналях и на платформах.
Преобразование геосинклиналей в складчатые области сопровождается возникновением трёх серий магматических пород и связанных с ними рудных месторождений. На ранней стадии (прогибание ложа геосинклинали и накопление мощной толщи базальтоидных вулканогенно-осадочных пород) образуются 4 формации магматических пород: спилито-кератофировая с колчеданными месторождениями меди, цинка, иногда свинца; перидотитовая с магматическими месторождениями хромитов; габбро-пироксенит-дунитовая с магматическими месторождениями титано-магнетитовых руд; плагиогранит-плагиосиенитовая со скарновыми месторождениями железа и меди. В среднюю стадию геосинклинального развития, в период главных фаз складчатости, образуются 2 формации гранитоидных магматических пород: гранодиоритовая со скарновыми и гидротермальными месторождениями вольфрама (шеелита), золота, меди, молибдена, свинца и цинка; гранитная с пегматитовыми, альбититовыми и грейзеновыми месторождениями олова, вольфрама (вольфрамита), тантала, лития, бериллия. В позднюю стадию переходную от геосинклинального к платформенному режиму, происходит внедрение 2 формаций магматических пород: малых гипабиссальных интрузий состава от диорит-порфиров до гранит-порфиров и сиенит-порфиров с разнообразными плутоногенными гидротермальными месторождениями руд цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов; андезито-дацитов со столь же разнообразными гидротермальными рудным месторождениями.
Приведённая схема М. геосинклиналей - обобщённая и обычно в полном виде не проявляется. В конкретных складчатых областях, возникших на месте геосинклиналей, либо развиваются рудные месторождения ранней и средней стадии геосинклинального развития, либо преобладают месторождения средней и поздней стадий. В соответствии с этим выделяются два профиля геосинклинальной М. (см.
). В базальтоидном профиле, свойственным эвгеосинклиналям, преобладают рудные месторождения двух первых стадий (например, на Урале). В гранитоидном профиле, характерном для
миогеосинклиналей, развиты месторождения двух последних стадий (например, в Верхоянье).
Формации магматических пород и связанных с ними рудных месторождений закономерно размещаются в пределах геосинклиналей, создавая упорядоченную металлогеническую зональность складчатых областей. В эвгеосинклиналях располагаются спилито-керафитовая и плагиогранит-плагиосиенитовая формации ранней стадии со свойственными им месторождениями преимущественно железных и медных руд. Эвгеосинклинальные троги отличаются сокращённым разрезом земной коры с отсутствием гранитного слоя, следствием чего является исключительно базальтоидный характер их М. Во внутренних зонах миогеосинклиналей и формирующихся на их месте срединных поднятий возникают цепи массивов гранитной формации средней стадии, с которыми связаны пояса пегматитовых, альбититовых и грейзеновых месторождений редких элементов. Внутренние зоны миогеосинклиналей характеризуются полным разрезом земной коры с хорошо развитым гранитным слоем; для них естественна гранитоидная М. Межтроговые зоны эвгеосинклиналей и периферические зоны миогеосинклиналей являются областями распространения гранодиоритовой формации средней стадии и связанных с нею рудных месторождений. Глубинные разломы, разграничивающие крупные структурно-формационные зоны геосинклиналей, контролируют внедрение, с одной стороны, перидотитов и габбро-пироксенитов ранней стадии, определяя позицию поясов магматических месторождений хромитов и титано-магентитов, а с другой - определяют положение гипабиссальных плутонических и вулканических формаций магматических пород поздней стадии, намечающих положение поясов, связанных с ними плутоногенных и вулканогенных гидротермальных месторождений цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. М. платформ определяется тремя стадиями формирования их внутренних геологических структур: образованием складчатого основания, созданием осадочного чехла и тектоно-магматической активизаций.
В стадию формирования складчатого основания возникают месторождения складчатых зон, отвечающие особенностям М. геосинклиналей. Во время образования осадочного чехла платформ формируются пластовые осадочные месторождения рудных, нерудных и горючих полезных ископаемых. Полнота развития и особенности состава месторождений, формирующихся на стадии тектономагматической активизации платформ, зависят от интенсивности активизации.
На слабоактивизированных платформах нет заметных тектонических деформаций и магматических пород, связанных с данной стадией развития платформ. Однако могут присутствовать т. н. телетермальные или стратиморфные месторождения медных, свинцовых, цинковых, флюоритовых и баритовых руд, которые некоторыми исследователями рассматриваются в качестве производных, внедрившихся на глубине магматических пород. Их примером могут служить стратиформные месторождения свинцово-цинковых руд палеозойского чехла Северо-Американской платформы.
Активизированные платформы характеризуются образованием пологих складчатых деформаций, редких разломов и внедрением своеобразных магматических пород в платформенный период геологической истории. Так, Сибирская платформа в конце палеозоя - начале мезозоя была изогнута в широкие пологие складки, образовавшие поднятия и депрессии, разделённые разломами. К депрессиям приурочена формация траппов с сопровождающими её магматическими месторождениями сульфидных медно-никелевых руд, к поднятиям - интрузивы щелочных пород, сопровождаемые золотым оруденением; вдоль разломов внедрились алмазоносные
и ультраосновные щелочные породы, сопровождаемые месторождениями апатита и редких элементов.
Интенсивно активизированным платформам свойственны внедрения гипабиссальных гранитных пород и гидротермальные месторождения золота, олова, молибдена, цинка, свинца и др. металлов.
Повторяемость сходных процессов формирования рудных месторождений в геологический истории Земли позволила выделить ряд последовательных металлогенических эпох, а образование аналогичных групп рудных месторождений в сходных геологических условиях - металлогенических провинций геосинклинального и платформенного типов. См.
.
Лит.:Билибин Ю. А., Металлогенические провинции и металлогенические эпохи, М., 1955; Магакьян И. Г., Основы металлогении материков, Ер., 1959; Смирнов В. И., Очерки металлогении, М., 1963; Смирнов С. С., Очерки металлогении Восточного Забайкалья, М. - Л., 1944; Щеглов А. Д., Металлогения областей автономной активизации, Л., 1968.
В. И. Смирнов.
Металлография
Металлогра'фия(от
и
)
,наука о структуре металлов и сплавов; составная часть
.М. изучает закономерности образования структуры, исследуя
и
металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов). а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры. Для изучения микроструктуры используют, кроме того, рентгеновскую дифракционную микроскопию (см.
)
.Исследование структуры необходимо для нахождения связи «структура - свойство», а установление закономерностей образования структуры - для прогнозирования на основе этой связи свойств новых сплавов. Например, прочность однофазных сплавов связана с размером зерна; при наличии включений второй фазы расстояние между включениями влияет на прочность и температуру рекристаллизации сплава; от размера и количества включений второй фазы зависят магнитные свойства ферромагнитных материалов.
Макроструктура характеризуется формой и расположением крупных кристаллитов (зёрен), наличием и расположением различных
,распределением примесей (см.
) и неметаллических включений. Микроструктура металлического материала определяется формой, размерами, относительным количеством и взаимным расположением кристаллов отдельных фаз или их совокупностей, имеющих однообразный вид. Под тонкой структурой (субструктурой) понимают строение отдельных зёрен, определяемое расположением дислокаций и др. дефектов кристаллической решётки.
Формирование и изменение внутреннего строения металла (структуры) происходит в результате фазовых превращений при нагреве или охлаждении металла, а также вследствие пластической деформации, облучения, отдыха, рекристаллизации, спекания и т.д. Структура литого металла, формирующаяся в результате возникновения и роста в расплаве центров кристаллизации, зависит от скорости охлаждения расплава, содержания примесей, направления отвода тепла (
рис. 1
) и др. факторов. Увеличение скорости охлаждения может, например, приводить к измельчению зерна. Размер зерна можно изменить, подвергнув металл пластической деформации и рекристаллизации (
рис. 2
). Микроструктура резко изменяется при протекании в твёрдом металле фазовых превращений, которые могут быть вызваны изменением температуры или всестороннего давления. И в этом случае структура зависит от условий, в которых проходит превращение, главным образом от температурного интервала и скорости охлаждения, а также от особенностей строения кристаллических решёток фаз, участвующих в превращении. Например, размеры выделений второй фазы и расстояние между ними уменьшаются, если превращение проходит при низких температурах или ускоренном охлаждении (
рис. 3
). Субструктура металла изменяется при фазовых превращениях, а также при пластической деформации и рекристаллизации. Например, после сильной деформации дислокации могут образовать скопления, разделяющие зёрна на отдельные фрагменты (
рис. 4
).
Помимо закономерностей образования структуры, М. изучает условия и причины возникновения при кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации текстуры металлов, которая обусловливает анизотропию свойств поликристаллического материала. (Историческую справку см. в ст.
.)
Лит.:Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956; Юм-Розери В., Рейнор Г. В., Структура металлов и сплавов, пер. с англ., М., 1959; Лаборатория металлографии, 2 изд., М., 1965; Смолмен Р., Ашби К., Современная металлография, пер. с англ., М., 1970; Лившиц Б. Г., Металлография, 2 изд., М., 1971.
В. Ю. Новиков.
Рис. 3. Микроструктура сплава железа с хромом и никелем, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа. Крупные тёмные выделения образовались при высокой температуре. Мелкие выделения, возникшие при низкой температуре, не видны, но обнаруживаются благодаря вызванным ими искажениям решётки (область искажений имеет вид кофейного зерна).
Рис. 4б. Микроструктура сплава на основе молибдена, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа: сильно деформированный сплав (видны фрагменты, разделённые плотными скоплениями дислокаций).
Рис. 2. Микроструктура алюминия после рекристаллизации, наблюдаемая с помощью светового микроскопа в поляризованном свете.
Рис. 1. Макроструктура литого сплава на основе железа. Зёрна вытянуты в направлении отвода тепла при затвердевании.
Рис. 4а. Микроструктура сплава на основе молибдена, наблюдаемая с помощью электронного микроскопа: слабо деформированный сплав (видны дислокации в виде тёмных прерывистых линий).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90
|
|