06.12.2022г.

ПРЕДМЕТ: ОСНОВЫ  МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ."

Преподаватель: Пархоменко Лариса Ивановна

ГРУППЫ № 403, № 412

ГРУППА № 403 темы уроков: " Особенности строения кристаллических тел.", "Процесс                                                                           кристаллизации."

Изучить материал и составить краткий конспект.

                                          Особенности строения кристаллических тел.

Твёрдыми называют тела, которые сохраняют форму и объём при отсутствии внешнего воздействия, например тела из металлов, пластмассы, льда, стекла. Частицы кристалла образуют упорядоченную пространственную структуру в виде кристаллической решётки. Упорядоченное размещение частиц повторяется во всём объёме кристалла. Основой строения кристалла является элементарная кристаллическая ячейка.

Существуют ионные, атомные, металлические и молекулярные типы кристаллов. Друг от друга они отличаются составом: в узлах кристаллической решётки ионных кристаллов размещены положительно и отрицательно заряженные ионы, в узлах атомных кристаллов — нейтральные атомы, в узлах металлических кристаллов — положительные ионы, в узлах молекулярных кристаллов — молекулы.

Монокристаллы имеют во всём объёме единую кристаллическую решётку, а поликристаллы состоят из из большого числа сросшихся между собой маленьких кристаллов. Также монокристаллы анизотропны, а поликристаллы изотропны.

Анизотропия заключается в зависимости физических свойств от направления внутри кристалла. Изотропия заключается в одинаковости физических свойств по всем направлениям.

Аморфные тела не имеют определённую температуру плавления, кристаллические — имеют. В своём строении аморфные тела имеют ближний порядок расположения частиц, кристаллические — дальний порядок. Расположение атомов в аморфных телах беспорядочно, в кристаллических атомы находятся в узлах кристаллической решетки.

                                              Процесс    кристаллизации.

Переход из жидкого состояния в твердое (кристаллическое) называют кристаллизацией. Процессы кристаллизации зависят от температуры и протекают во времени, поэтому кривые охлаждения строятся в координатах «температура — время» (см. рис).

Идеальный процесс кристаллизации металла без переохлаждения протекает при температуре Ts. При достижении идеальной температуры затвердевания Ts падение температуры прекращается. Каждый чистый металл кристаллизуется при строго индивидуальной постоянной температуре. Чем чище жидкий металл, тем он более склонен к переохлаждению. При увеличении скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает, а зерна металла становятся мельче, что улучшает его качество. Для большинства металлов степень переохлаждения при кристаллизации в производственных условиях составляет от 10 до 30°С.

Процесс кристаллизации состоит из двух стадий:

1) зарождение кристаллов (зародышей или центров кристаллизации);

2) рост кристаллов из центров.

При переохлаждении сплава ниже температуры Tw на многих участках жидкого металла образуются кристаллические зародыши:

• 1) образовавшиеся кристаллы растут свободно и имеют правильную геометрическую форму;
• 2) при соприкосновении растущих кристаллов их правильная форма нарушается, так как в этих участках рост граней прекращается;
• 3) рост кристалла продолжается в тех направлениях, где есть свободный доступ жидкого металла;
• 4) кристаллы, имевшие сначала геометрически правильную форму, после затвердевания получают неправильную форму (их называют кристаллитами, или зернами).

Величина зерен, образующихся при кристаллизации, зависит не только от количества самопроизвольно зарождающихся центров кристаллизации, но также и от количества нерастворимых примесей, всегда имеющихся в жидком металле. Они являются центрами кристаллизации. Кристаллическая решетка таких твердых частиц должна быть близка по строению и параметрам решетки кристаллизующегося металла. На образование центров кристаллизации влияет и скорость охлаждения.

ГРУППА № 412 темы уроков: " Химические особенности металлов.", " Испытания                                                                 металлов."

Изучить материал и составить краткий конспект

                                   ХИМИЧЕСКИЕ  ОСОБЕННОСТИ  МЕТАЛЛОВ.

Среди металлов традиционно выделяют несколько групп. Входящие в их состав представители характеризуются отличной от других металлов химической активностью. Такими группами являются:

• благородные металлы (серебро, золото, платина);
   
• щелочные металлы (металлы, образованные элементами IА группы периодической системы);
   
• щелочноземельные металлы (кальций, стронций, барий, радий).

Простые вещества, обладающие металлическими свойствами, в химических реакциях всегда являются восстановителями. Положение металла в ряду активности характеризует то, насколько активно данный металл способен вступать в химические реакции (т. е. то, насколько сильно у него проявляются свойства восстановителя).

 

Ряд активности металлов

Li,K,Ba,Ca,Na,	Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Fe,Ni,Sn,Pb	H2	Cu,Hg,Ag,Pt,Au
активные металлы	металлы средней активности		неактивные металлы

 

1. В ряду активности восстановительные свойства металлов снижаются. Самые сильные воостановительные свойства у первых металлов ряда.

2. Более активный металл может вытеснить из растворов солей металлы, расположенные в ряду активности после него.

3. Металлы, расположенные в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов кислот.
 

4. Щелочные и щелочноземельные металлы в водных растворах сначала вступают в реакцию с водой.

Общие химические свойства металлов

Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами

 

1. Металлы взаимодействуют с кислородом, образуя оксиды.

Металл + кислород → оксид.

Например, при взаимодействии магния с кислородом образуется оксид магния:

2Mg0+O02→2Mg+2O−2.

Взаимодействие со сложными веществами

 

1. Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой при обычных условиях, образуя растворимое в воде основание (щёлочь) и водород.

2. Mеталлы, стоящие в ряду активности металлов левее водорода, взаимодействуют с растворами кислот, образуя соль и водород.

3. Металлы реагируют с солями менее активных металлов в растворе, образуя соль более активного металла и менее активный металл в свободном виде.

                                                                                                 Испытания   металлов.

Испытания металлов – это перечень исследований, проводимых на специальном оборудовании, с целью определения комплекса физико-механических свойств металла.

Коррозионные испытания в этой статье рассматривать не будем, о них поговорим отдельно.

Методы испытания металлов можно разделить на две основные группы: механические, определяющие физические свойства, и аналитические, определяющие состав и структуру металла.

Из группы механических испытаний можно выделить три основных вида:

• Испытания на растяжение или сжатие, определяют предел прочности, предел текучести при растяжении и при сжатии, кроме того, параллельно узнают данные пластических характеристик – относительное удлинение и сужение. Испытанию подвергают как специально изготовленные стандартные образцы (ГОСТ 1497-84), так и изделия в натурную величину – арматура, прутки или участки труб, если говорить об испытании на сплющивание.
• Испытание на ударный изгиб или так называемые ударные (динамические) испытания. В результате таких испытаний определяют ударную вязкость металла, испытывают стандартные образцы по ГОСТ 9454-78.
• Измерение твердости металлов и сплавов. Твердость можно определять и на специальных образцах, и на самом изделии, все зависит от метода измерения твердости. Для Роквелла не нужна особая подготовка поверхности, как и для Бриннеля. А вот для измерения твердости по Виккерсу, нужно готовить специальный шлиф.

 Аналитические испытания металлов. Их два основных вида:

• Химический анализ, с его помощью определяют состав и количество элементов, из которых состоит металл или сплав. В зависимости от задач используют различные методы определения содержания элементов. Подробнее можно почитать в других наших статьях.
• При металлографическом анализе изучают структурное состояние металла. Ведь именно структура металла определяет все его механические свойства.