Ваша область: ?
Ваша область: ?

Міцність і корозія металу

Розгляд міцності і корозії металу і сплаву, слід почати з короткого ознайомлення з самим поняттям-сплав. Що таке сплави, і як їх отримують? Сплавом є з'єднання декількох речовин ( від 2х і більше), які утворилися за рахунок процесу кристалізації, або інакше кажучи, в результаті твердіння розплавів.

 Сплав

Сплав може складатися з металевих і неметалічних елементів: вуглецю, кремнію, миш'яку, фосфору та інших. Ці елементи і їх хімічні зв'язки називаються компонентами сплаву.

В рідкому стані вони сплавляються растворяяся один в одного.

В результаті кристалізації сплавів утворюються розчини, хімічні чи механічні суміші.

Розрізняють 2 види твердих кристалічних розчинів: 

  • необмежено розчинні,
  • обмежено розчинні.

В розчин з необмеженою розчинністю вступають компоненти з однаковими кристалічними гратками. При цьому атоми розчиненого елемента витісняють атоми розчинника в його кристалічної решітки і займають їх місце.

Такі розчини називають розчинами заміщення. Сплав виходить абсолютно однорідним - однофазним. В необмежені розчини компоненти виступають у будь-яких співвідношеннях.

Речовини з однаковими кристалічними решітками утворюють розчини з обмеженою розчинністю, причому атоми розчиненого компонента розташовуються в решітці розчинника, між його атомами, утворюючи тверді розчини впровадження. Хімічні сполуки утворюються в процесі внутрішньомолекулярного міжатомної взаємодії. Решітка хімічної сполуки та решітки компонентів різні.

В залежності від числа компонентів сплав може бути: 

  • однофазним,
  • двофазним,
  • трифазним,
  • багатофазним.

Сплави металів або металів з неметалами можуть бути отримані:

  • сплавленням,
  • спіканням,
  • електролізом і іншими способами.

А тепер перейдемо до розгляду міцності металів або сплавів.

Міцність - здатність металу не руйнуватися під дією зовнішніх навантажень.

Цінність металу в будівництві та машинобудуванні в комплексі з іншими характеристиками визначається і його міцністю.

Величина міцності вказує, яка сила необхідна, щоб подолати внутрішню зв'язок між атома.

Чим визначається міцність? Силами тяжіння і іонно-електронної зв'язком визначається міцність зв'язків між атомами в кристалічній решітці. тобто, чим ближче атоми один до одного, тим вище сила зчеплення між ними. Електрони притягуються до іонів.

В металах значна частина електронів залишає іони утворюють електронний газ. Під дією зовнішніх зусиль, прагнуть відірвати тому один від одного, в неметаллах електрони слід за іонами, коли сила відриву виявляється більше сили тяжіння, матеріал руйнується, в металах електрони електронного газу пов'язує з'єднання іонами ( електронний зв'язок металева зв'язок) і руйнування не відбувається, а лише збільшується відстань між атомами, тобто відбувається пластична деформація. Необхідно додаткові зусилля, щоб відірвати один від одного. Тому неметалеві тіла мають крихкістю, металеві - пластичністю.Хімічні сполуки, являє собою виключно міцний зв'язок у твердому стані, що володіють високою твердістю, міцністю і крихкістю, так як электронны, пов'язані з іонами, що важко відокремлюється від них.

В твердих розчинах з підвищенням їхньої концентрації дедалі більше пов'язуються электронны, і металева зв'язок знижується, тому вони володіють більш високою міцністю і меншою пластичністю, ніж їх компоненти. У механічних сумішах міцності сплаву залежать від співвідношення фаз.

Більш тверда фаза зміцнює сплав, однак міцність сплаву залежить не тільки від кількості твердої фази, але і від її дисперсності. Дрібнозерниста структура робить його більш міцним і занурює його ударну в'язкість. Іншими словами, межа міцності характеризується максимальним напруженням, яке може відчувати матеріал до його руйнування.

Руйнування або корозія металу

Корозія металу це процес руйнування його під впливом зовнішнього середовища.

Питання по корозії і міра боротьби з нею особливо актуальне.

Розрізняють два види корозії:

  • електрохімічну,
  • хімічну.

Електрохімічна корозія є результатом вплив електроліту на метал. Електролітами є не тільки розчини солей, кислот і лугів, але й атмосфера, в якій постійно є водяні пари, насичені солями, морська і річкова вода, масло та інші середовища, дотичні з металом.

Метал, занурений в електроліт, виділять в нього позитивно заряджені іони і сам заряджається негативно, тобто набуває електричний потенціал.

Електрохімічна корозія не стільки схильні металеві деталі разом їх сполучення, скільки самі сплави, структура яких неоднорідна. Микрокоррозии не піддаються тільки чисті метали і однофазні сплави (мідно-нікелеві)

Хімічна корозія- відбувається без впливу електроліту. Вона полягає в тому, що поверхневі шари металу вступають в хімічну зв'язок з навколишнім середовищем: наприклад, газова - кисень повітря або рідкої-, бензин масло. У цьому випадку метал покривається плівкою оксидів, яка в деяких металів або залізо є неміцним і легко відділяється. Особливо стійки проти хімічної корозії металу та однофазні сплави, схильна до пасивування.

Пасивування полягає утворення на поверхні металу, під впливом навколишньої атмосфери, тонкої плівки окислів. Це плівка міцно зв'язана з металом, не відшаровується - є антикорозійна. Для боротьби з корозією застосовуються різні методи, з яких найбільш поширеними є нанесення покриттів і застосування антикорозійних сплавів.

Розрізняють два типи антикорозійного покриття: 

  • металеве (нікель, хром, цинк),
  • неметаллическое (лаки,фарби, масла, окисні плівки (вороніння).

Опубліковано: 10.03.2017

Поділитися:

Повернутися до списку новин

БАЖАЄТЕ ПЕРЕДЗВОНИМО ВАМ
ПРОТЯГОМ 3 ХВИЛИН?