khimie.ru

Свойства металла обусловливаются не только его природой, а свойства сплава − не только его составом. Они в значительной степени зависят также от структуры, металла, т. е. от величины и формы тех кристаллитов, из которых он построен. Структура металла в очень значительной степени обусловливается произведенной на холоду или при умеренном нагревании механической обработкой (холодной обработкой), которой подвергается металл (ковка, прокатка, прессование и в наибольшей степени вытягивание в проволоку). Так, для меди путем соответствующей механической обработки удается повысить ее сопротивление разрыву в 14 раз.

Изменения, которым подвергается металл в результате холодной обработки, определяются изменением его структуры. При рассмотрении полированных поверхностей под микроскопом заметны линии скольжения, которые образуются при относительном смещении отдельных частей кристаллитов. Линии скольжения заметны, если смещение происходит в направлении наблюдения; тогда на обращенной к наблюдателю гладкой поверхности выступают бороздки. Линии скольжения ни в коем случае не следует смешивать с образующимися при слишком сильной деформации трещинами. Плоскости, вдоль которых происходит скольжение, называются плоскостями скольжения; чем больше способность материала образовывать плоскости скольжения, тем значительнее его тягучесть; чем меньшее число плоскостей скольжения образует материал, тем он более хрупок. В то время как большинство металлов, а также и их твердые растворы в общем легко образуют плоскости скольжения, соединения металлов между собой хрупки (за исключением областей температур, близких к их температурам плавления).

Тамман и другие исследователи установили, что при механической обработке свойства отдельных кристаллитов не изменяются. Твердость и структура их кристаллической решетки не изменяются. Изменяется только их внешняя форма. Считают, что с этим связано уменьшение внутренних напряжений, которые существуют в металле. Обычно тонкозернистые структуры, например, быстро охлажденные сплавы или эвтектики, обладают большей твердостью, чем грубозернистые. При холодной обработке происходит измельчение структуры обрабатываемого материала. Если длительным нагреванием (отжигом) дать возможность зернам вновь вырасти, то металл приобретает свои первоначальные свойства. Это явление называется рекристаллизацией. Кроме того, при вытягивании металлической проволоки кристаллиты, которые до этого имели беспорядочную ориентировку, располагаются примерно параллельно друг другу. Благодаря этому проволока приобретает более или менее волокнистое строение. Последнее достигается нередко и при прокатке. Волокнистое строение особенно увеличивает прочность материала. Если проволоку сильно нагреть, она становится ломкой, так как металл при этом вновь приобретает то зернистое строение, которое ему свойственно и которое он имел до протягивания в проволоку. Таким образом, становится понятным, почему проволока, состоящая из монокристалла, не содержащего, очевидно, деформированных кристаллитов, но подвергается «рекристаллизации», сохранял без изменения свои механические свойства также и при высокой температуре.