Гуляев А.П. - Металловедение 1986 (Гуляев А.П. - Металловедение), страница 2

9. Силумины н другие алюминиевые сплавы для фасонного лятья . 10. )Каропрочные алюммниевые сплавы 11. Магний 12. Сплавы магния 13. Бернллий 14. Сплавы бернллия . Библиографический список . Г л а в а ХХУП. Медь и ее сплавы . 1. Медь 2. Сплавы меди с цинком (латука) 3. Сплавы меди с оловом (оловянистые бронзы) 4. Сплавы меди с алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами Библиографический список . Г л а в а ХХУП1. Подшннннковые сплавы и припоя... 1.

Требования к подшипннковым сплавам 2. Легкоплавкие подшипинковые сплавы (баббиты) . 3. Припон 4. Легкоплавкие сплавы Библиографический список . Гл а в в ХХ1Х. Некоторые сплавы цветных металлов 1. Цинк н его сплавы 2. Типографские сплавы 3.

Благородные металлы Библиографический список . Приложение . Предметный указатель 482 467 468 47! 471 471 472 475 477 478 479 480 481 487 490 492 493 497 498 503 504 505 507 508 508 509 509 512 516 519 524 524 525 529 521 532 534 533 533 534 535 536 537 538 ПРЕДИСЛОВИЕ Кинга «М«талловеденяе» была впервые нэдаяа в !943 г:, отдельные главы в ией были написаны М. Е.

Блантером, С. М. Винароеым, Я. Б. Фридмзиом, Ю. М. Лахтиным, С. 3. Бокштейном н Е. Ф. Трусовой. Книга представляла со бой монографию о металлах. Одяако ояа была полезна и студентам высших учеб. иых заведений, так хак отражала опыт преподавания металлов«денна в Москов. скоп авиационном институте нм. С. Орджоникидзе. Потребность в учебнике по металловедеиию заставила автора переработать эту монографию в учебник, который в 195! г. вьшмл в свет. Это первое издание Е сбавка имело определенные недостатки и, в частности. большой объем (40 а.

л.). пыталсн в следующем (!956 г.) падании сократить объем учебника, ио это оказалось не вполне удачным решением, так как отдельные раздеаы быаи изложевм слишком кратко. Оптимааьаое равенне было найдеяо в З.м издаяии (!963 г.), когда текст был набран двумя шрифтами. Основной текст напечатан корпусом, он н составаяет абязательимй учебный материал по курсу «Металлов«пеняю. П«титом избран дополявт«льный материал, развивающиА некоторые полшкения основного текста, а ташка материал справочного характера. В разных вузах страны курс металловедения различен по объеку и направлен. ности, поэтому кафедра каждого вуза должна решать, какоА объем дополнпшльного материала должен кэучать студент. Например, студент, специализирующийся ио литейному производству, должен изучить главу о чугунах полиосп ю, а длн булущего приборостроителя более чем достаточно изучить дншь осяовной текст.

В подвом объеме соответствующие части книги могут ваяться учебивкамв по .*(1 рсам «Металлографпя» (ч. 1, П и У), «Теория термкческоА обработки» (ч. П1), егированиые стали» (ч. 17) длв студентов по спеш«альноств «Металловедение, обор лозанне и технология термической обработки металлов». аким образом, начиная с 3-го (!963 г.) издаю«и.

кинга, являясь учебником ддв студентов вузов, представляет интерес и для ннжеиеряо.техинческих работ. инков раэличяых отраслей промышленности. Следующее выпусии учебника сохранили общую направленность 3-го издакия. Однако каждое последующее издание перерабатывалось и дополнялось в связи с общим развитием я«ухи н техники, и металловедения е частности. В настоящем 6-и издании отдельнме главы подвергались существениоА перь работке, а некоторые каписаиы заново, в том чксле главы! и Х написаны совместно с А. А.

Гуляевым. За период с !948 г. по 1934 г. многие выдающиеся металловеды (А. А. Бочвар, И. А. Одинг, Я. С. Уманский, С. М. Воронов, И. В. Кудрявцев, Я. Б. Фрид. ман, И. Н. Богачев, Ю. М. Лахтин, И. И. Сндорян, С. В. Грачев, Е. В. Васильева) просматривали рукопись, реценэироваля, давали советы автору, которые были приняты н использованы. Им, а также сотрудникам н ученикам, оказавшим помощь прн подготовке изданий учебника, автор выражает свою искреннюю и сердечную признательность. Часть первая.

ТЕОРИЯ СПЛАВОВ Главк ! КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ 1. Металлы )Иеталловедемие — наука, изучающая строение н свойства металлов н нх сплавов', устанавливающая связь между нх составом, строением и свойствами н разрабатывающая пути воздействия на нх свойства. Теоретическими основами металловедения являются такие науки, как кристаллография, физика твердого тела, физическая химия.

В свою очередь на металловеденне опнраются такие научные днсцнплнны, как общая металлургия, технология металлов, коррозия металлов, теория прочности н др. Приступая к изучению металловедения, прежде всего необходимо ответить на вопрос: что такое металл? Еще М. В. Ломоносов определял металлы, как чсветлые тела, которые ковать можно». Это простейшее определение не потеряло своего значения н сейчас. Однако более типичными, характерными свойствами металлов н нх сплавов являются высокие тепло- н электропроводность, увеличивающаяся с поннженнем температуры.

Теория твердого тела выбирает в качестве главного физического критерия металлического состояния температурный ход электросопротнвления р (Т): у металлов прн Т-ь -ь 0 К р -+ О, в то время как у неметаллов, т. е. полупроводников н диэлектриков (нзоляторов), прн Т -+ 0 К р » оо. Отмеченные свойства металлов ' обусловлены нх электронным строением. В металлах электроны, находящиеся на внешних оболочках (валентные электроны), не связаны с определенными атомами, а оторваны от ннх н принадлежат всему куску металла в целом.

Такие электроны называют обычно электронами проводимости (нлн, по Френкелю, коллектнвнзнрованнымн электронами), так как оня способны легко ускоряться во внешнем электрическом поле н нх упорядоченное движение обуславливает протекание электрического тока, т. е. электропроводность. Плотность электронов проводимости 1Оае — 10а' см '. Таким образом металл можно представить в виде положительного ионного остова ', состоящего нз атомных ядер с внутренннмн электронами, н коллектнвнзнрованных электронов проводимости, образующих электронный газ нлн, точнее, учитывая возможность взаимодействия электронов, электронную жндкость еомывающую» ионный остов (рнс.

1). Электронный газ компенсирует » Под сплавами (метиееичесиими салагами) понимают вещества, состоюцие иа нескольких метаалоа, часто с примесями неметаллов, и получаемые обычно сплавлеиием. ° Так как металлические сплавы по свойствам имеют много общего с металлами, под ыетаалами будем иногда подрааумевать и их сплавы. » Ионный остов периодически, правильно расположен в пространстве, обраауя кристаллическую рещетку (см.

и. 3). силы взаиыного электростатического отталкивания положительных ионов, обеспечивая их связь в твердом теле, т. е металлическую связь. 8 металлах электроны проводимости есть всегда в отличие от полупроводников, где они появляются только при определенных воздействиях (например, температуры, освещения). Более точно позволяет описать металлическое состояние современная квантовая теория твердоготела. Как известно, электроны в изолированном атоме располагактгся на дискретных энергетических уровнях (оболочках), например в металлическом натрии 1зайза2реЗзт. При образовании твердого тела каждый энергетический уровень и ч ьр ч чь он г, 70 оч 3 иа роями Рис.

1. Относительная вероятность иребмваин» электронов рааличнмх уровнеа в металлическом натрии !схема Хааа только дл» самих внутренних 1е и внемвик За электронов) Рмс. г. Схема образования виертетвческнх вон а твердом теле 1О изолированного атома расщепляется на близко расположенные подуровни, образующие энергетическую зону (рис. 2).

Так уровню !з соответствует эона !з. уро. вню 2р — эона 2р и т. д. Таким образом, энергия электрона в твердом теле может принимать только некоторые, а не любые значения, при атом интервалы (зоны) разрешенных значений энергий разделены интерваламн (зонами) запрещенных для электронов значений энергий, которые они не могут принимать. С увеличением энергии электронов в атоме ширина разрешенных зон увеличивается, а зачрещенных уменьшается. На рнс. 3 показано расположение разрешенных и запрещенных зон в различных твердых телах. По характеру заполнения зон электронамн все твердые тела можно разделить на две группы.

К первой группе относятся тела, у которых над целиком заполненными зонами располагается частично заполненная зона. Эта зона называется зоной проводимости. Прн приложении слабого электрического поля электроны в зоне проводимости увеличивают энергию, легко переходя на более высокий энергетический уровень в зоне проводимости, создавая в куске металла электрический ток. Электроны в верхней незаполненной зоне н есть электроны проводимости в металле.

Например, для натрня в зоне проводимости находятся Зз' электроны, з электроны в более нкзких заполненных зонах и атомное ядро с порядковым номером г = 11 составляют ионный остов, образующий кристаллическую решетку, в которой свободно перемещаются электроны проводимости, создавая при приложении электрического поля упорядоченное движение, т.