Определение свойств растворов, металлов и кристаллов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Российский государственный гуманитарный университет» в г. Воскресенске Московской области

(Филиал РГГУ в г. Воскресенске)

Факультет экономический

Контрольная работа по дисциплине

«Материаловедение»

Студентки 4 курса группы ЗЭУП- 4/5,5

Матвеева Дарья Сергеевна

Научный руководитель:

к.т.н. Михайлов А.В.

Воскресенск 2013

1. Опишите происхождение винтовой дислокации

Тип дислокаций был описан Бюргерсом, и получил название винтовая дислокация

Винтовая дислокация получена при помощи частичного сдвига по плоскости Q вокруг линии EF (рис. 1.1) На поверхности кристалла образуется ступенька, проходящая от точки Е до края кристалла. Такой частичный сдвиг нарушает параллельность атомных слоев, кристалл превращается в одну атомную плоскость, закрученную по винту в виде полого геликоида вокруг линии EF, которая представляет границу, отделяющую часть плоскости скольжения, где сдвиг уже произошел, от части, где сдвиг не начинался. Вдоль линии EF наблюдается макроскопический характер области несовершенства, в других направлениях ее размеры составляют несколько периодов.

Если переход от верхних горизонтов к нижним осуществляется поворотом по часовой стрелке, то дислокация правая, а если поворотом против часовой стрелки - левая.

Рис. 1.1 Механизм образования винтовой дислокации

Винтовая дислокация не связана с какой-либо плоскостью скольжения, она может перемещаться по любой плоскости, проходящей через линию дислокации. Вакансии и дислоцированные атомы к винтовой дислокации не стекают.

В процессе кристаллизации атомы вещества, выпадающие из пара или раствора, легко присоединяются к ступеньке, что приводит к спиральному механизму роста кристалла.

Линии дислокаций не могут обрываться внутри кристалла, они должны либо быть замкнутыми, образуя петлю, либо разветвляться на несколько дислокаций, либо выходить на поверхность кристалла.

2. Что такое твердый раствор?

Твердыми растворами называются фазы переменного состава в которых кристаллическая решетка одного из компонентов (растворителя) сохраняется, а атомы других компонентов (растворенные вещества) располагаются в кристаллической решетке растворителя. Компоненты твердого раствора могут образовывать растворы с неограниченной и ограниченной растворимостью. При этом разные степени ограничения растворимости связаны с различной температурной зависимостью предела насыщения твердого раствора (предела растворимости). На основе химического элемента-растворителя возможны три типа твердых растворов:

* твердые растворы замещения, в которых атомы растворенного элемента занимают позиции атомов растворителя в узлах его решетки, т. е. замещают их;

* твердые растворы внедрения, где атомы растворенного элемента располагаются в междоузлиях кристаллической решетки растворителя. В этом случае атомы растворимого элемента должны, как правило, иметь меньший, чем у атомов растворителя, радиус и быть соизмеримы с размерами междоузлий или меньше их.

Неограниченная растворимость возможна только в случае твердых растворов типа замещения. Как правило, в этом случае атомы растворенного вещества участвуют в формировании связей того же типа, который существует в веществе-растворителе. В случае твердых растворов внедрения атомы растворенного вещества образуют связи другого типа;

* твердые растворы вычитания, которые образуются на основе химического соединения в том случае, когда один из элементов, образующих соединение, присутствует в соотношении, превышающем формульное соотношение. В этом случае такой элемент занимает в своей подрешетке соединения присущие ему позиции, а соответствующая часть позиций в подрешетке другого (других) элемента (элементов), концентрация которого меньше стехиометрической, остается незанятой (вакантной), т. е. в этой подрешетке возникают вакансии.

3. Что можно изучить электронной микроскопией?

Электронная микроскопия -- это метод исследования структур, находящихся вне пределов видимости светового микроскопа и имеющих размеры менее одного микрона (от 1 мк до 1--5 Е).

Действие электронного микроскопа основано на использовании направленного потока электронов, который выполняет роль светового луча в световом микроскопе, а роль линз играют магниты (магнитные линзы).

Вследствие того, что различные участки исследуемого объекта по-разному задерживают электроны, на экране электронного микроскопа получается черно-белое изображение изучаемого объекта, увеличенное в десятки и сотни тысяч раз. В биологии и медицине в основном используются электронные микроскопы просвечивающего типа.

Электронная микроскопия возникла в 30-х годах, когда были получены первые изображения некоторых вирусов (вируса табачной мозаики и бактериофагов). В настоящее время электронная микроскопия нашла наиболее широкое применение в цитологии, микробиологии и вирусологии, обусловив создание новых отраслей науки. При электронной микроскопии биологических объектов применяют специальные методы приготовления препаратов. Это необходимо для выявления отдельных компонентов изучаемых объектов (клетки, бактерии, вируса и т. д.), а также для сохранения их структуры в условиях высокого вакуума под пучком электронов. При помощи электронной микроскопии изучается внешняя форма объекта, молекулярная организация его поверхности, с помощью метода ультратонких срезов исследуется внутреннее строение объекта.

Электронная микроскопия в сочетании с биохимическими, цитохимическими методами исследования, иммунофлюоресценцией, а также рентгеноструктурным анализом позволяют судить о составе и функции структурных элементов клеток и вирусов.

4. Как определяют предел текучести материала?

Пределом текучести (физическим) называется напряжение, при котором в материале начинают интенсивно накапливаться остаточные (пластические) деформации, причем этот процесс идет при практически постоянном напряжении.

При отсутствии площадки текучести определяют условный предел текучести.

Условным пределом текучести называется напряжение, при котором остаточная (пластическая) деформация составляет 0.2%. Для нахождения на диаграмме точки Б (см.рисунок), соответствующей условному пределу текучести, необходимо воспользоваться законом разгружения и повторного нагружения.

5. Что такое ледебурит?

Ледебурит -- структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, представляющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита в интервале температур 727--1147 °C, или феррита и цементита ниже 727 °C. Назван в честь немецкого металлурга Карла Генриха Адольфа Ледебура, который открыл «железо-карбидные зёрна» в чугунах в 1882 г.

Структура и свойства:

Основная фаза, инициирующая зарождение ледебурита -- цементит. На пластинке цементита, зародившейся в эвтектической жидкости, разрастается плоский дендрит аустенита. Далее идет сравнительно быстрый парный рост взаимно проросших кристаллов обеих фаз. Каждая из фаз в пределах одной колонии ледебурита непрерывна, то есть относится к одному кристаллу.

В зависимости от температуры, фазовый состав ледебурита может быть разным. Так в температурном интервале от 1147 °C до 727 °C ледебурит состоит из аустенита и цементита, а при температурах ниже 727 °C -- из феррита и цементита.

Ледебурит обладает высокими твёрдостью и хрупкостью. Присутствие в железоуглеродистых сплавах

6. Что такое алитирование?

Алитирование(алюминирование) (от нем. alitiren, от Al -- алюминий) -- это технологический процесс покрытия поверхности металлических и стальных деталей алюминием, с целью защиты детали от окисления при воздействии на нее высоких температур (700--900 °C и выше) и повышение к сопротивлению от воздействия атмосферной коррозии, которая ведет к разрушению детали. Алитирование является одним из качественных методов упрочнения деталей, изделия.

винтовой раствор электронный микроскоп

7. Как влияет цинк на механические свойства латуней?

В зависимости от содержания цинка структура двойных латуней в момент их полного затвердевания может состоять из б- и в-фаз (рис.12). б-фаза представляет собой твердый раствор цинка в меди с кристаллической решеткой последней; в-фаза - твердый раствор на основе соединения CuZn с центрированной кубической решеткой.

При охлаждении б и в-фазы претерпевают следующие превращения: область однородных б-кристаллов до 450єС расширяется, а область в-кристаллов сужается. Растворимость цинка в б-твердом растворе повышается с 32 до 39% при 450єС, а затем вновь несколько снижается. в-фаза при охлаждении распадается с выделением кристаллов б-твердого раствора или г (г-твердый раствор на базе соединения Cu5Zn8 - хрупкая твердая фаза). При 450єС происходит упорядочение кристаллической решетки в-твердого раствора, который обозначают через в'.

После окончания всех превращений структура латуней может состоять из б, (б+ в) или в-твердых растворов.

Структуру многокомпонентных латуней можно определить по диаграмме состояния двойных медно-цинковых сплавов после установления так называемого кажущегося содержания А' меди по эмпирической формуле A'=100A/100+q(a-1) %, где А - действительное содержание меди в вес. %;

q - содержание легирующего (кроме цинка) компонента в вес. %;

a - коэффициент эквивалентности, принимаемый для Si =10-12, Al=6,Sn=2, Pb=1, Fe=0,9, Mn= 0,5, Ni=-1,4.

Многокомпонентные латуни в зависимости от основного легирующего компонента делят на группы: алюминиевые, кремнистые, марганцевые и свинцовые.

Размещено на Allbest.ru