Свойства сплавов в зависимости от их состава и структуры

Ранее было указано, что между составом, свойствами и структурой сплавов существует тесная зависимость. Советскими учеными-металловедами эта зависимость подробно изучена.

Разработана методика изучения структур сплавов, установлена зависимость свойств сплавов от их строения, определен выбор сплавов для различных деталей машин, различных технологических процессов и т. д. Кроме того, установлена связь между диаграммами состояния и свойствами сплавов.

Эти выводы имеют исключительно важное практическое значение и сводятся к следующему.

1. Сплавы — механические смеси имеют хорошие литейные свойства. Особенно это относится к эвтектическим сплавам, так как они отличаются жидкотекучестью и имеют наименьшую температуру плавления. Сплавы доэвтектические и заэвтектические также применяются для литья, причем чем больше у этих сплавов интервал между точками начала и конца кристаллизации, тем меньше их жидкотекучесть и тем больше склонность к образованию трещин.

Поэтому для литья применяют сплавы, близкие к эвтектическому составу. Сплавы — механические смеси — широко используются для плавких предохранителей в электрических сетях, для припоев, а также для заливки подшипников.

2. Сплавы — твердые растворы являются наиболее ценными сплавами в технике. Они значительно тверже и прочнее, чем составляющие их компоненты, и одновременно обладают высокой пластичностью, зачастую более высокой, чем составляющие сплав компоненты. Такими свойствами обладают медноцинковые сплавы (латунь), медноникелевые сплавы и др. Практически можно получить медноникелевые сплавы, превосходящие медь по прочности и твердости и не уступающие ей пластичностью. Они нашли большое применение при изготовлении деталей, которые работают на удар и износ и должны обладать высокой прочностью. Эти сплавы имеют более высокое электросопротивление, чем чистые металлы и, что особенно важно, электросопротивление их не изменяется при изменении температуры. Это относится к сплавам никеля с хромом (нихром), поэтому они незаменимы в электронагревательных и электроизмерительных приборах, реостатах и т. д. Сплавы — твердые растворы благодаря высокой пластичности хорошо обрабатываются давлением, пригодны для ковки, прокатки, штамповки, способны изменять свойства при термической обработке и имеют повышенное сопротивление коррозии.

3. Сплавы — химические соединения обладают очень высокой твердостью и высоким электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз выше твердости чистых компонентов. Так, например, медь и олово — мягкие металлы; кристаллы же химического соединения в сплаве меди с оловом имеют очень высокую твердость. Железо с углеродом образуют химическое соединение — карбид железа, называемый цементитом; твердость его в 10 раз выше твердости железа.

Карбиды вольфрама и титана, отличающиеся высокой твердостью, используются для изготовления режущих инструментов. Вместе с тем сплавы — химические соединения отличаются высокой хрупкостью и для обработки давлением непригодны.