Определение химического состава стали экспресс-методом

Металл	Вид искр	Цвет и характеристика искрового пучка
Мягкая малоуглеродистая сталь (марок 10, 15)		Светло-желтые ровные световые линии, продолговатые каплеобразные искры
Углеродистая сталь (0,5% С)		Светло-желтые световые полосы, разветвляющиеся с редким образованием маленьких звездочек
Углеродистая инструментальная сталь (0,9% С)		Светло-желтые искры с многочисленными лучистыми звездочками
Твердая углеродистая инструментальная сталь (1,2% С)		Яркие пучки искр, состоящие из светло-желтых часто разделяющихся звездочек
Марганцовистая сталь (10-14% Mn)		Бело-желтые яркие пучки лучей, сильно разветвляющиеся перпендикулярно линиям искр
Быстрорежущая сталь (10% W, 4% Cr, 0,7% C)		Темно-красные прерывистые линии искр, разделяющиеся на более светлые звездочки
Вольфрамовая сталь (1,3% W)		Отдельные темно-красные линии искр, разделяющиеся на более светлые желтые звездочки
Кремнистая сталь		Длинные светло-желтые световые линии, оканчивающиеся каплями, разделяются пучками бело-желтых искр
Хромистая сталь		Темно-желтый световой пучок, разделяемый красноватыми линиями искр с шарообразными концами
Хромоникелевая конструкционная сталь (3-4% Ni, 1% Cr)		Желтые продолговатые, каплеобразные линии искр с разделяющимися пучками шипов

 

Тема 5. РЕАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Основные сведения о кристаллическом строении металлических тел.

Изучением строения и свойств металлов и их сплавов занимается наука металловедение, основоположником которой, как упоминалось выше, является русский ученый Д.К. Чернов.

Учеными установлено, что все применяемые в технике металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, в частности, Д.К. Чернов в 1878г. впервые представил схему образования кристаллической структуры стали. Он установил, что процесс кристаллизации металла происходит в два этапа:

1. Формирование центров (зародышей) кристаллизации.

2. Рост кристаллов из этих центров.

Сначала растут первичные или главные оси кристаллов, а потом перпендикулярно к ним растут оси верхних порядков (второго, третьего и т.д.) (рис. 5.1).

Такие кристаллы напоминают по внешнему виду дерево и называются дендриты (от греческого «дерево»). В процессе роста кристаллы двигаются навстречу друг другу и в определенный момент стыкуются между собой, в результате чего приобретают соответствующую форму. Такие кристаллы называются зернами (рис. 5.2). Величина и количество зерен в конце кристаллизации зависят от скорости зарождения и роста кристаллов.

Характерной особенностью кристаллического строения металлических тел является правильное расположение их атомов в пространстве, составляющих своеобразную пространственную атомно-кристаллическую решетку, что и обуславливает их особые свойства. Простейшей элементарной кристаллической ячейкой принято считать кубическую, величина которой определяется расстоянием между атомами (а – длина ребра куба), равным 1А⁰ (ангстрем); 1А⁰=1·10^-8 см=1·10^{-10 м.}

 

Рис. 5.1. Схема роста кристалла 1 – первичная ось; 2 – ось второго порядка; 3 – ось третьего порядка
	Рис. 5.2. Кристалл Чернова

Типы кристаллической решетки.

В зависимости от расположения атомов металлов в пространстве различают следующие типы наиболее распространенных кристаллических решеток:

– кубическую объемно-центрированную (ОЦК) (атомы расположены в углах и центре куба) (рис. 5.3, а);

– кубическую гранецентрированную (ГЦК) (атомы расположены в углах куба и в центрах граней) (рис. 5.3, б);

– гексагональную плотноупакованную (атомы расположены в углах и в центрах шестигранных оснований призмы и три атома – в средней плоскости призмы) (рис. 5.3, в).

 

 

а)	б)	в)
Рис. 5.3. Основные виды кристаллической решетки а – кубическая объемно-центрированная; б – кубическая гранецентрированная; в – гексагональная плотноупакованная

Кубическую объемно-центрированную решетку из 9-ти атомов имеют
α-железо, Cr, V и др. Кубическую гранецентрированную из 14-ти атомов –
γ-железо, Al, Cu, Ni, Pb, и др. Гексагональную плотноупакованную из 17-ти атомов – Zn, Mg, Ti и др.