В твердом состоянии все металлы, металлические сплавы обладают кристаллическим строением со строго определенным расположением атомов, образующих правильную кристаллическую решетку. Такое упорядоченное расположение атомов отличает кристаллическое тело от аморфного (стекло), в котором атомы расположены беспорядочно. Число атомов в различных сечениях кристаллической решетки неодинаково, поэтому механические, электрические и другие свойства металлов в разных направлениях различны.

Это явление называют анизотропией, а материалы анизотропными. Металлы, используемые в технике состоят из большого числа кристаллов правильной и неправильной формы, которые называют зернами или кристаллитами. В 1 см3 металлических изделий (например, стального проката) содержатся десятки тысяч кристаллов. По границам между зернами металлов нарушается правильность строения кристаллической решетки. Кроме того, даже в химически чистом металле содержатся примеси инородных атомов, которые искажают кристаллическую решетку. Все эти нарушения строения приводят прежде всего к значительному снижению реальной прочности.

Например теоретическая прочность железа равна 1400 МПа, в то время как практическая не превышает 300 МПа. Металлы способны при нагревании, приводящем к разрушению кристаллической решетки, переходить в вязкопластичное состояние, а при охлаждении расплава в кристаллическое. Такой переход происходит при строго определенной температуре, которую называют температурой плавления или кристаллизации. Некоторые металлы (железо, олово и др.) способны при повышении температуры изменять форму и расположение кристаллов в твердом состоянии.

Существование одного и того же металла в нескольких кристаллических формах с различным расположением атомов в решетке называется аллотропией. Ряд металлов способны образовывать сплавы. Это сложные по составу вещества, образовавшиеся в результате взаимодействия двух или нескольких металлов либо металлов с некоторыми не металлами. В строительстве наибольшее применение нашли такие сплавы, как чугун, сталь, представляющие собой соединение железа и углерода, алюминиевые сплавы.
Свойства металлов и сплавов зависят от их состава и микроструктуры. Впервые эту зависимость, которую широко используют на практике, установил академик Н.С.Курнаков (1880—1941). Как правило, чем выше температура плавления металла или сплава, тем больше его прочность, лучше тепло- и электропроводность.

Для получения сплавов с заданными свойствами, а также оценки надежности работы металлических конструкций, применяют макроскопический и микроскопический анализы. Макроскопический — проводят невооруженным глазом или с использованием лупы, увеличение составляет до 30 раз, на специально подготовленных образцах. Микроскопический анализ заключается в исследовании структуры и состава металлов и сплавов при помощи специальных оптических и электронных микроскопов, где увеличение может достигать до 3000 раз.

Популярные материалы:

• Материалы на основе органических вяжущих веществ
• Изделия из горных пород
• упругие материалы:состав,свойство,применение
• Применение горных пород
• получение металлических листов для изготовления изделий

Рейтинг:

Материалы по теме:

• Классификация строительных материалов
• Применение полимеров ч.9
• Технология получения керамических материалов
• Материалы и изделия на основе органических вяжущих веществ
• Асфальтобетон