Аллотропических превращений

Титан существует в двух аллотропических модификациях: до температуры 882° С в
Кристаллическая структура. Титан является полиморфным металлом и существует в двух аллотропических модификациях, различающихся по структуре атомной решетки. Ниже температуры полиморфного превращения 882,5° С титан существует в виде модификации а, имеющей гексагональную плотноупакован-ную решетку, а выше этой температуры — в виде модификации Р с кубической объемноцентрированной решеткой.

Титан существует в двух аллотропических модификациях. Низкотемпературная модификация (а-титан) образуется при температурах ниже 882,5 °С. Высокотемпературная модификация, образующаяся выше этой температуры, р-титан [Л. 44]. Повышение прочности титановых сплавов достигается легированием его различными элементами. Эти элементы делятся на две группы: элементы, стабилизирующие а-фазу, и элементы, стабилизирующие р-фазу.

Железо плавится при температуре 1539°С и существует в а-и у-аллотропических модификациях (а-железо при температурах ниже 310 и выше 1 401 °С). Более высокотемпературная модификация имеет, как правило, более простое атомно-кристаллическое строение. Превращение у—»-а-железо сопровождается уменьшением координационного числа кристаллической решетки и увеличением ее объема Кристаллическая решетка а-железа — объемно-центрированный куб

Титан существует в двух аллотропических модификациях — а-титан, имею щий гексагональную, плотно упакованную решетку с периодами а = 2,9503 ± ± 0.0004А и с = 4,8631 ± О.ОООА, с/а— 1,5873 ± 0,0004; устойчив при температурах ниже точки полиморфного превращения 882° С, и р-титан с кубической объемно-центрированной решеткой, период которой, определенный условно для 20° С методом экстраполяции, равен 3,283 ± О.ООЗА, а при 900 i: 5J" — 3,3132.4; устойчив при температурах выше 882° С. Однако можно получить р-решетку, устойчивую и при более низких температурах путем легирования титана другими металлами, так называемыми ^-стабилизаторами, наиболее употребительными из которых являются молибден, ванадий, марганец, хром, железо. Можно расширить температурный интервал существования и а-решетки путем легирования титана алюминием, кислородом и азотом, которые повышают температуру полиморфного превращения и называются а-стабилизаторами.

Кристаллическая структура. Титан является полиморфным металлом и существует в двух аллотропических модификациях, различающихся по структуре атомной решетки. Ниже температуры полиморфного превращения 882,5° С титан существует в виде модификации а, имеющей гексагональную плотноупакован-ную решетку, а выше этой температуры — в виде модификации Р с кубической объемноцентрированной решеткой.

Титан существует в двух аллотропических модификациях: ниже температуры 882,5° С устойчивая «-форма и выше этой температуры — 6-форма. Примеси и легирующие добавки могут изменять температуру а/(5 превращений.

где (с„)5", (с„)ц — теплоемкости твердого тела в двух аллотропических модификациях I и II; Д>1_и — теплота перехода из одной кристаллической модификации в другую (переход 1-го рода) при Т1_п;

Олово может существовать в двух -аллотропических модификациях: а — серое олово, устойчивое при температурах ниже 13,2° С, и 3 — обычное белое олово, устойчивое при температурах выше 13,2°. Олово имеет структуру характерного гомеополярного вещества алмаза, но высокая теплопроводность его свидетельствует о слабой связи электронов в структуре <и что эта связь по своему

Гафннй существует в двух аллотропических модификациях. а-Модификацип имеет

вать в двух аллотропических модификациях. По данным рентгеноструктур

Температура плавления цементита — около 1250°'С. Аллотропических превращений цементит не испытывает, но при низких температурах он слабо ферромагнитен. Магнитные свойства цементит теряет при 217°С. Цементит имеет высокую твердость (>ЯВ800, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Эти свойства являются, вероятно, следствием сложного строения кристаллической решетки цементита.

шетке (а —3,2 А, с=5,2 А), аллотропических превращений не имеет. Температура плавления магния невысокая и составляет 651°С (подробнее о физических свойствах магния см в табл. 117).

Цинк — металл с низкой температурой плавления (419°С) и очень низкой температурой кипения (906°С), высокой плотностью (7,1 г/см3). Прочность цинка низка (<тв=15 кгс/мм2) при высокой пластичности (6 = 50%). Кристаллическая решетка гексагональная. Аллотропических превращений не имеет.

К этим металлам относятся золото, серебро, металлы платиновой группы, а также их сплавы. Свое название они получили из-за высокой коррозионной стойкости — практически они совершенно не склонны к коррозии в обычной атмосфере, воде и многих других средах. Все эти металлы (кроме золота и серебра) имеют высокую температуру плавления, высокую плотность, не имеют аллотропических превращений (кроме родия), очень пластичны (кроме родия и осмия). Все эти металлы отличаются высокой стоимостью.

Алюминий расположен в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева под номером 13 и имеет атомную массу 26, 98, температуру плавления 660°С, кипения 1800°С, плотность 2,7 г/см . Он обладает кубической гранецентрированной кристаллической решеткой и не испытывает аллотропических превращений: а = 0,4040 нм, г = 0,143 нм.

Долго не находивший промышленного применения бериллий с развитием сверхзвуковой авиации стал в ряде случаев незаменимым. Обладая удельным весом 1,85 г/см3, он по модулю упругости превосходит сталь, титан и алюминий соответственно в 1,5, 2,5 и 4 раза. Не испытывая аллотропических превращений, бериллий плавится при температуре 1300°.

Тепловой эффект аллотропических превращений— Таблицы 1 (1-я) — 374

Тепловые эффекты аллотропических превращений в ккал на грамм-атом

В табл. И и 12 даны температуры рекристаллизации и аллотропических превращений чистых металлов.

Фиг. 1. Схема аллотропических превращений в чистом железе при нагреве и охлаждении.

Для удобства рассмотрения влияния термического воздействия на изменение свойств металла' в зонах влияния сплавы целесообразно разделять на две группы: 1) сплавы, не имеющие аллотропических превращений при нагреве до температуры плавления и при последующем охлаждении до исходного состояния, и 2) сплавы, имеющие аллотропические превращения.