Металлические сплавы. Общие понятия


Сплавами называют сложные вещества, получаемые сплавлением или спеканием нескольких простых веществ, называемых компонентами. При сплавлении компоненты доводят до плавления, а при спекании их порошки смешивают и подвергают давлению при высокой температуре. Компонентами в металлических сплавах могут быть не только металлы, но и неметаллические элементы (углерод, кремний, азот и др.). Сплав считается металлическим, если его основу (свыше 50% по массе) составляют металлические компоненты и он обладает металлическими свойствами.
Чистые металлы применяются в технике реже, чем сплавы. Например, медь, алюминий используют для изготовления проводников тока, вольфрам - для изготовления нитей накаливания в электролампах, германий и кремний для изготовления полупроводников. По сравнению с чистыми металлами сплавы обладают более высоким уровнем механических, технологических, эксплуатационных и других свойств, что предопределило их широкое применение в качестве основных конструкционных материалов.
Большинство металлов в жидком состоянии растворяются один в другом в любых соотношениях. Благодаря расплавлению компоненты распределяются в сплаве равномерно с образованием однородного жидкого раствора. Только некоторые металлы не растворяются друг в друге в жидком состоянии или растворяются, но ограниченно, образуя ограниченные жидкие растворы. Металлы, которые не растворимы в жидком состоянии, сильно различаются размерами атомов и температурами плавления, например медь и свинец, железо и свинец.
В зависимости от числа компонентов различают двойные, тройные и более сложные сплавы. Ниже будут рассмотрены строение н свойства двойных, или двухкомпонентных, сплавов, что позволит получить представление и о сплавах, состоящих из большего числа компонентов. Это объясняется тем, что основу большинства многокомпонентных сплавов составляет какой-нибудь двойной сплав. Например, основу легированных многокомпонентных сталей составляет двойной сплав железа с углеродом (см. гл. 8).