Информация
 
 
 
Индустрия и техника

Металлические соединения

Отдельные кристаллические формы или фазы, встречающиеся в сплавах, настолько разнообразны, что с трудом поддаются систематизации. Старая номенклатура, применяемая еще и в настоящее время, различает твердые растворы и металлические соединения. При соответствующих условиях чистые металлы образуют непрерывный ряд твердых растворов, подобно соляным растворам в воде.

При наличии в сплаве компонентов, состоящих из атомов сравнительно малых размеров, весьма часты случая образования твердых растворов типа "внедрения". В таких растворах атомы присоединяемого элемента не занимают мест атомов основного вещества, а располагаются между ними в наиболее свободных местах кристаллической решетки, т. е. там, где внедряющиеся атомы будут находиться на максимальных расстояниях от соседних атомов основного вещества.

С другой стороны, во многих сплавах имеются новые промежуточные фазы, которые не примыкают к чистым металлам. Их состав часта варьирует лишь в очень узких пределах. Эти фазы раньше сравнивались с обычными, или, как их теперь называют, гетерошлярными химическими соединениями и назывались металлическими соединениями или металлоидами. Считали также возможным приписывать им определенные формулы.

Относительно их свойств указывалось, что они отличаются от твердых растворов большей твердостью и хрупкостью. В диаграмме состояния они часто обнаруживают явно выраженную точку затвердевания при условии, что они плавятся в чистом виде без разложения, разделяя таким образом диаграмму состояния на несколько самостоятельных частей. Мы можем тогда с равным правом говорить как о сплаве двух веществ А ж В, так и о сплаве вещества А с соединением. Далее, нередко наблюдают в случае тройных систем, что один из элементов образует с соединением двух других обособленную систему.

Такую квазибинарную систему также проще ж яснее рассматривать, как сплав вещества А с соединением ВхСу , что обычно и делается. Таким образом лучше говорить о сплавах алюминия с силицидом магния и сплавах (меди id силицидом никеля, чем о сплавах алюминия с магнием и кремнием, или о сплавах меди с никелем и кремнием, так как последние охватывают гораздо большую область. Однако, как показывает диаграмма состояния, вышеприведенными признаками характеризуется только часть промежуточных фаз.

Многие из них образуются только в твердом состоянии. Другие существуют в довольно широкой области. Что касается их свойств, то имеются и такие фазы, как например, р-латунь, близкая по составу к соединению со свойствами, весьма сходными со свойствами обыкновенных твердых растворов, обозначаемых в большинстве случаев буквой я и примыкающих к чистым металлам. Они, следовательно, пластичны, но отнюдь не хрупки, это обычно приписывается соединениям.

Во всяком случае свойства монокристаллов таковы, что ими лишь в очень редких случаях с известным приближением можно объяснить поведение отливки. Поэтому различия в характере и величине кристаллов в отливке могут оказывать лишь очень незначительное непосредственно влияние на ее свойства.

По материалам prikladnoe-metallovedenie.ru

Влияние добавок H2O

В работе ставилась задача уточнить влияние добавок H2O и CO2 на ход восстановления агломератов окисью углерода при переменной температуре в слое материалов и при массовой скорости газового потока, приближающейся к наблюдаемой в доменных печах.

Опыты проводили по описанной выше методике на установке в интервале температур 400 900°С с тремя типами железорудных материалов крупностью 2 3 мм. Материалы при прочих равных условиях опытов восстанавливали сухой смесью 40% СО+60% N2 и влажными смесями, содержавшими 1,4; 3,0; 5,0 и 10,0% H2O. Водяной пар вводили в смесь за счет азота при постоянной во всех случаях концентрации восстановителя (40% 00).

Из работы следует, что эффект торможения добавками H2O и CO2 существенно снижается с ростом температуры. Такой вывод закономерен в опытах с применением вакуумной методики, когда торможение процесса обусловлено главным образом адсорбционными явлениями. Температура и концентрация H2O по-разному сказываются на изменении интенсивности восстановления различных материалов.

Небольшие добавки водяного пара (до 5%) мало влияют на результаты восстановления окатышей с высоким содержанием гематита в начальных стадиях процесса (при 400 600°С), когда протекает преимущественно превращение Fe20, Fe3C4. Скорость восстановления агломерата В гораздо ниже, чем для материалов А и Б, и она растет непрерывно вплоть до 900°С, при которой скорости восстановления всех материалов нивелируются.

Одновременно с торможением восстановления водяной пар существенно замедляет реакцию распада окиси углерода, которую наблюдали, как и в исследованиях, при 500 и 600°С. Начиная с 700°С отложившийся ранее сажистый углерод участвовал в восстановлении окислов железа, но вплоть до 900°С обычно успевало реагировать не более 50 60% этого углерода. Подобная картина наблюдалась и на противоточной установке.

Роль реакции водяного газа: В предварительном исследовании установлено, что при 500°С и выше агломераты оказывают заметное каталитическое действие на реакцию водяного газа. Каталитическая активность материалов возрастает с увеличением восстановимости.

С повышением содержания паров воды в исходном газе степень их превращения по реакции уменьшается. Для каждого материала при одинаковой температуре отношение "констант скорости реакций сравнительно постоянно и мало зависит от концентрации водяного пара в исходном газе. Следовательно, выражение в какой-то мере характеризует отношение действительных констант скоростей реакций. Во всех случаях константы скорости для реакции значительно больше, чем для реакции.

Иначе говоря, из двух параллельно протекающих конкурирующих процессов восстановления паров воды и окислов железа окисью углерода первый в среднем развивается значительно быстрее второго. С повышением температуры (для окатышей А и агломерата Б от 400 до 700°С, а для агломерата В от 400 до 900°С) отношение констант скоростей уменьшается. Это свидетельствует о том, что скорость реакции растет с повышением температуры слабее, чем скорость реакции, и кажущаяся энергия активации третьей реакции меньше, чем у первой.

Читать дальше...

Литье

Литье - это технологический процесс, суть которого состоит в заполнении литейной формы расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой, поддающимся плавке и формообразованию горными породами) и дальнейшей обработке принявших твердую форму изделий. Говоря проще, литьем называется процедура изготовления отливок.

Существуют следующие разновидности литья:
  • Литье в песчаные формы;
  • в стержневые формы;
  • в оболочковые;
  • в многократные;
  • Центробежное литье;
  • По выплавляемым моделям;
  • По замораживающим ртутным моделям;
  • В кокиль;
  • Литье под давлением;
  • Вакуумное литье;
  • Литье с утеплением;
  • Электрошлаковое литье;
  • По газифицируемым моделям.
Каждый отдельный взятый вид литья отличается от другого целым рядом параметров, поэтому часто признаются комбинированные варианты классификации - одно из них, например, электрошлаковое литье в кокиль.

Наиболее популярным и распространенным является литье в песчаные формы, когда модель (пластиковая, полученная методом быстрого прототипирования) литья копирует будущую деталь. Она засыпается песком или формовочной смесью (песок и связующий материал), которая заполняет пространство между моделью и двумя опоками (открытые ящики). Отверстия в детали получаются посредством размещенных в форме литейных песчаных стержней, которые копируют форму отверстия. Формующая смесь уплотняется встряхиванием, или же прессованием, или же она затвердевает в сушильной печи. Образовавшаяся полость заливается сплавами металла через литники - специальные отверстия. После остывания форма разбивается и извлекается отливка. Затем отделяется литниковая система (получается, как правило, обрубка), проводится термообработка.

Литье - это также продукция литейного производства, изделия народных промыслов и художественные изделия, изготовленные с помощью литья.

Рассмотрим подробнее каждый вид литья.

Литье в песчаные формы. Это, пожалуй, один из самых дешевых, и, в тоже время, грубых и массовых видов литья. Существуют и более современные направления литья в песчаные формы - они характеризуются применением вакуумируемых форм из сухого песка без связующего материала. Для получения отливки могут использоваться различные материалы, в том числе и песчано-глиняная смесь, песок в смеси со смолой и т.д. В качестве формы используют опоку, представляющей собой металлический короб без дна и крышки. Она состоит из двух полуформ - коробов.

Литье в кокиль. По сравнению с литьем в песчаные формы является более качественным способом получения отливки. Специально изготавливается кокиль - разборная форма, чаще всего из металла. В нее и производится литье. После того, как произойдет застывание и охлаждение материала, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Кокиль можно использовать повторно для копирования деталей. Литье в кокиль осуществляется из чугуна, стали, магниевых и алюминиевых сплавов. Особенно эффективно использовать для литья в кокиль алюминиевые и магниевые сплавы.

Читать дальше...
 
 
 
 
  •