Bлияниe промежуточных фаз на свойства сплавов. Основные факторы, определяющие качество электротехнической стали, и технологические приемы повышения ее служебных характеристик

БИЛЕТ№ 2

1. Bлияниe промежуточных фаз на свойства сплавов. Приведите примеры сплавов, где встречаются промежуточные фазы внедрения. Чем объяснить высокую прочность и высокую температуру плавления карбидов, нитридов?

Промежуточные фазы занимают промежуточное место между твердыми растворами и химическими соединениями, будучи чем-то сходными с теми и другими, от хим. соединений они «взяли» крист решетку, отличающуюся от крист решетки компонентов, а от твердых растворов – переменный хим состав. К промежуточным фазам относятся электронные соединения, фазы внедрения, фазы Лавеса.

Электронные соединения

Они возникают в сплавах между металлами Аu, Ag, Pt, Pd, Сu, Fe, Co, Ni с одной стороны, и Be, Zn, Cd, Al, Sn, Si с другой. Эти соединения характеризуются определенной концентрацией-отношением числа валентных электронов к общему числу атомов соединения. Встречаются электронные соединения с электронной концентрацией 3/2 (β-фаза, О.Ц.К реш), 21/13 (γ-фаза, сложная кубическая решетка), 7/4 (ε-фаза, гексоганальная решетка). Каждая из них обладает переменным составом, т.е. растворяет в избытке исходные компоненты. Примерами таких соединений могут быть в латунях сплав (Сu-Zn): (β-CuZn, γ-Cu₅Zn₆, ε-CuZn₃. В электронных соединениях может наблюдаться явление упорядочения.

Фазы Лавеса

Эти фазы имеют формулу АВ₂ и образуются между определенными компонентами А и В при отношении атомных диаметров d_А/d_В = 1,2 (чаще 1,1 - 1,6). Фазы Лавеса имеют одну из следующих плотноупакованных кристаллических решеток: гексагональную (MgZn₂ и MgNi₂) или гранецентрированную кубическую (MgCu₂) . К фазам Лавеса относятся АgВе₂, СоА1₂, TiBe₂, Т1Сr₂ и другие (тип MgCu₂) или BaMg₂, MoBe и другие  (тип MgZn₂).Фазы Лавеса встречаются как упрочняющие интерметаллидные фазы в жаропрочных и теплостойких сплавах.

Фазы внедрения

Фазы внедрения образуются между металлами переходных групп (с незаполненными внутренними электронными оболочками) и металлоидами с малым атомным радиусом (С, N, B, H), когда отношение атомного радиуса металлоида к атомному радиусу металла равно или менее 0,59 (r_X/r_Me≤0,59).

В этом случае соединения имеют правильную или слегка искаженную плотноупакованную структуру, в которой неметаллические атомы малых размеров занимают поры между металлическими атомами (решетка остается неизменной, присущей основному компоненту). Водород, азот, углерод и бор не обладают сильно выраженными электроотрицательными свойствами и с металлами они образуют сплавы с истинно металлическими свойствами (с сильно электроположительными металлами эти элементы образуют неметаллические соединения, например карбид кальция).

Фазы внедрения, несмотря на значительный процент металлоида, обладают типичными металлическими свойствами. Наиболее важным свойством фаз внедрения является их очень высокая твердость, поэтому некоторые из них (например, карбиды вольфрама и титана) находят широкое применение при изготовлении твердых сплавов, фазы внедрения образуют твердые растворы вычитания с избытком металлических атомов. Соотношение числа атомов металла и металлоида, входящих в фазы внедрения, удовлетворяет простым химическим формулам: MX₂, МХ, М₂Х и М₄Х, где М - металл, X – металлоид, а структура является