Кристална решетка и структура на метала
Кубична обемноцентрична, кубична стенноцентрична, хексагонална — и защо това е важно
AI generated Металите не се втвърдяват хаотично, а в правилни кристални решетки. Желязото сменя решетката си при нагряване — точно тази смяна е причината за , и . Който познава типовете решетки, разбира най-важните превръщания в металургията на стоманата.
Металите са кристалинни. Това означава: атомите им не са разпръснати случайно, а седят в правилна, повтаряща се схема — кристалната решетка. Най-малката градивна единица на тази схема се нарича елементарна клетка, а при металите има основно три типа.
Кубична обемноцентрична (ОЦК): По един атом във всеки ъгъл на куба плюс един в центъра. Такава решетка има желязото при стайна температура — като . Тя е плътно подредена, но възможностите за плъзгане на атомите са ограничени.
Кубична стенноцентрична (ГЦК): Атоми в ъглите плюс по един в центъра на всяка стена. В тази решетка желязото съществува между 911 °C и 1392 °C — като . ГЦК решетката е „по-хлабава“ и се деформира много по-добре; същевременно в нейните празнини се разтварят значително повече атоми.
Хексагонална плътна опаковка (ХПО): При цинк, магнезий и титан при стайна температура. Тази решетка има само няколко равнини на плъзгане — затова тези метали се деформират по-лошо на студено.
Решаващият момент за теб като заварчик: Желязото сменя решетката си при нагряване и охлаждане. При 911 °C ОЦК решетката се превръща в ГЦК — става . При охлаждане се случва същото наобратно. Тази смяна на решетката е причината за всичко, което се случва при по отношение на втвърдяването:
• Ако се охлади бавно, въглеродните атоми имат време да напуснат ГЦК решетката — получава се мек /.
• Ако се охлади светкавично, въглеродните атоми остават хванати в капан и насилствено напрягат решетката — получава се твърд .
Реалното парче метал обаче не е монокристал, а се състои от милиони микроскопични (зърна), които се допират едно до друго по границите си. Размерът на зърното определя свойствата: фино зърно = по-здраво и по-жилаво, грубо зърно = по-меко и по-чупливо. При зърното нараства в — затова зоната с грубо зърно до шева е слабото място.
И дефектите в решетката са част от ежедневието. Липсващ атом (ваканция), внедрен чужд атом или дислокация (вградено изместване в решетката) определят как металът се деформира и втвърдява. по същество означава: създаваш толкова много дислокации, че те се блокират взаимно.