Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Електронні з’єднання (фази Юм-Розері)



 

Електронні з'єднання або фази Юм–Розері мають характерні для металевих елементів структури типу ОЦК, ГЦК, ГЩУ. В цих з'єднаннях структура в основному визначається електронною конфігурацією, тобто відношенням числа валентних електронів до числа атомів в елементарній комірці. При утворенні цих з'єднань метали перехідних груп виявляють змінну валентність, яка обумовлюється перекриттям d і s-рівнів.

При відношенні числа валентних електронів до числа атомів в ґратках, яке дорівнює 3/2, інтерметалідні з'єднання утворюють s-фази з ОЦК структурою або зі складними кубічними ґратками, до них відносяться: алюмініди перехідних металів і сплавів на їх основі (Fe-Al, Co-Al, Ni-Al).

Вказані інтерметаліди мають металеві властивості, однак участь d - електронів у міжатомному зв'язку визначає появу ковалентної складової.

Фази Юм–Розері мають високі міцностні характеристики до 900 – 1000°С, високу стійкість проти окислювання та газової корозії й високу термічну стабільність структури. Ці властивості дозволяють використати дані з'єднання в якості жароміцних і жаростійких матеріалів і покриттів.

 

 

Сігма-фази

 

Сігма-фази (s-фази) — фази та споріднені до них з'єднання утворюються перехідними металами і мають тетрагональні або складні ромбоедричні елементарні комірки, структура яких характеризується наявністю щільноупакованих шарів атомів, зміщених по відношенню один до іншого і розташованих на відносно більших відстанях.

Існування s-фаз, як і фаз Юм-Розері, зв'язують з певними значеннями електронної концентрації. Вперше s-фаза типу залізо-хром була виявлена в залізо-хромистих сплавах як крихка складова. Вона має тетрагональну ґратку з елементарною коміркою з 30 атомів, яка аналогічна ґратці урану.

Як для електронних з'єднань, так і для s-фаз, неможливо встановити певний склад, тому існування цих фаз звичайно зв'язують з певними значеннями електронної концентрації. В більшості відомих s-фаз електронна концентрація становить 6.5-7.4 ел/ат., що дозволяє вважати ці фази певною групою електронних з'єднань. Встановлено, що s-фази утворюються елементами при розходженні атомних радіусів R до 8% (в системі Co-Mo до 12%).

В промислових сталях і сплавах зустрічаються s-фази як відносно простого складу (наприклад, в сталях типу Х25 s-фаза типу залізо-хром), так і складнолеговані композиції (наприклад, в складнолегованих сталях, що дисперсійно твердіють, s-фази, що містять Fe, Cr, Mo, Ni). В жароміцних сплавах на нікелевій основі s-фази мають склад (Cr, Mo)x(Ni, Co)y, де х та у можуть змінюватися від 1 до 7.

Виділення s-фази відбувається при тривалих витримках в інтервалі температур 500–900°С і є причиною сильного покрихчення сталей і сплавів, що знижує їх пластичність і міцність, а також тривалу міцність.

Кінетика утворення s-фаз, як правило, описується С-образною кривою (рисунок 2.6), положення якої визначається складом сплаву і його передісторією (литий або деформований стан, режим попередньої термічної обробки, напружений стан).

1 – s фаза відсутня; 2 – s-фаза виділяється

Рисунок 2.6 – Ізотермічна діаграма утворення s-фази в жароміцному сплаві на нікелевій основі

 

Сігма-фаза здійснює шкідливу дію на жароміцні сплави. Через присутність s-фази різко знижується тривала міцність, тому що більша кількість тугоплавких елементів - зміцнювачів виводяться з матриці сплаву. Крім того, руйнування при підвищених температурах відбувається переважно уздовж меж s-фази, які служать джерелами зародження та поширення тріщин, що ведуть до крихкого руйнування.

Крім s-фази, в сталях і сплавах виявлено багато інших подібних складних фаз, існування яких також визначається, в основному, електронною концентрацією, тобто відношенням числа валентних електронів до числа атомів в комірці. До них відносяться: m-, c-, Р- і R-фази. Зазначені фази були виявлені в багатьох складнолегованих сталях і сплавах. Присутність їх в структурі шкідливо позначається на властивостях сплавів, що необхідно враховувати при розробці нових сплавів.

 

 

Фази Лавеса

 

Інтерметалідні з'єднання складу А2В називають фазами Лавеса. Ці фази мають кубічну або гексагональну структуру. Вони можуть утворюватися компонентами, розташованими в будь-якому місці періодичної таблиці Д.І. Менделєєва.

Основним фактором, що визначає їх утворення, є співвідношення атомних розмірів компонентів. Незважаючи на головну роль розмірного фактору при утворенні фаз Лавеса, важливе значення в їх стабільності грає електронна концентрація, що визначає, яка з можливих структур утвориться, а також які розміри їх областей гомогенності, хоча останні, як правило, незначні.

Найбільш часто в сталях і сплавах утворюються наступні інтерметалідні фази Лавеса: Fe2Al, Zr2Al, Fe2Mo, Co2Ti, Ni2Ta, (Fe, Si)2Al, Fe2(Ni, Nb) і інші. Їх присутність в сплавах приводить до покрихчення при кімнатній температурі, а при підвищених температурах небезпека покрихчення знижується.

В багатьох теплостійких і жароміцних сплавах вдається використати фази Лавеса для зміцнення без істотного зниження в'язкості і крихкої міцності.

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.