Строение сплавов

Следует, однако, отметить, что чистые металлы сравнительно редко применяют в технике: они дороги, не обеспечивают требуемых механических, а в ряде случаев и физических свойств. Чистые металлы не обладают большой твердостью и высокой прочностью, а также большим электросопротивлением. Они имеют сравнительно высокий коэффициент линейного расширения, а также быстро понижают свою прочность и твердость при нагреве. Наиболее широкое применение в технике имеют сплавы, которые представляют собой сложные металлические тела, полученные путем сплавления двух или более простых элементов. Сплавы могут быть сочетанием различных металлов, а также металлов с неметаллами (например, сплав железа с углеродом). Элементы, из которых составлен сплав, называются компонентами. Сплав, состоящий из двух элементов (компонентов), называется двойным сплавом, из трех - тройным и т. д. Мы рассмотрим двойные сплавы, как наиболее простые.

Чтобы разобраться в свойствах сплавов, следует, прежде всего, рассмотреть их строение. Естественно, что строение сплава является более сложным, чем строение чистого металла. В жидком состоянии большинство сплавов представляет собой растворы одного компонента в другом, т. е. атомы одного элемента располагаются между атомами другого. Жидкий сплав - это однородная жидкость, в которой отдельные компоненты, составляющие сплав, не различаются (такой же раствор, каким являются растворы соли или сахара в воде). Во что же превращаются эти жидкие растворы при затвердевании? Оказывается, что в твердом состоянии сплавы могут иметь различное строение. В зависимости от вида компонентов, составляющих сплав, при его затвердевании могут образоваться механическая смесь, твердый раствор или химическое соединение. Свойства сплавов и зависят главным образом от вида взаимодействия компонентов при затвердевании, т. е. будут ли они в затвердевшем сплаве образовывать механическую смесь, твердый раствор или химическое соединение. Рассмотрим природу структурных составляющих сплавов.

Механическая смесь - это такая структурная составляющая сплава, когда кристаллы одного компонента расположены между кристаллами другого и могут быть различимы при рассмотрении под микроскопом. Такая структура образуется в тех случаях, когда происходит раздельное выделение обоих компонентов из жидкого раствора, т. е. каждый компонент затвердевает сам по себе, сохраняя свойственную ему кристаллическую решетку. Схема микроструктуры механической смеси сплава, состоящего из двух компонентов (А и В).