МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕв кристаллах изучается с помощью рентгеновского метода, причем это изучение в наст, время обособилось в отдельную дисциплину (см. Рентгеноскопия). Форма и расположение кристаллов в металле изучаются с помощью
микроскопа, причем получаются очень разнообразные микроструктурные характеристики, лишь в слабой степени поддающиеся какому-либо численному выражению. Изучение микроструктуры металлов является настолько важным и широко применимым, что служит предметом особой дисциплины — металлографии (см.). — Перечисленными методами для каждого металла и сплава могут быть получены всесторонние характеристики, определяющие степень пригодности их для того или иного назначения. Но основная задача М. заключается не в нахождении тех или иных характеристик отдельных металлов, а в установлении связи между этими характеристиками и нахождении законов изменения их под влиянием внешних факторов. Между отдельными свойствами металла в большинстве случаев существует лишь известный параллелизм в изменении их.
Так, например, увеличение твердости часто сопровождается увеличением прочности и понижением пластичности (рис. 1), но между этими изменениями нет определенной зависимости. Определенная причинная, зависимость обнаруживается лишь между свойствами механическими, физическими и химическими, с одной стороны, и структурными — с другой. Для каждого из свойств первого ряда можно указать зависимость его от структурных характеристик — от величины зерна, от количественного соотношения структурных элементов, от
Т-ра
отпуска
в
С°
Рис. 7.
степени дисперсности многофазных структурных элементов, от количества неметаллич. включений. Но так как численные характеристики структуры почти отсутствуют, то графическое изображение указанной зависимости встречается редко. Графически можно представить зависимость какого-либо свойства лишь от величины зерна, т. к. последняя определяется довольно точно, и построение диаграммы «величина зерна — свойства» не представляет никаких затруднений. Такие диаграммы в современном М. применяются оченьчасто и дают наглядную картину изменения свойств металла при изменении его зернистости (рис. 2). Еще чаще применяются диаграммы, выражающие изменения свойств металла в зависимости от внешних факторов: состав, температура, давление, время, механич., обработка, магнитное поле. Из диаграмм «состав — свойства» наиболее разработанными являются т. н. диаграммы состояний, показывающие изменение температур разных превращений с изменением состава сплавов (рис. 3). Эти диаграммы получаются путем термич. анализа сплавов и представляют основу современной металлографии. Диаграммы, выражающие зависимость других свойств сплавов от их состава, разработаны менее подробно, но они имеются все же для многих сплавов (рис. 4). Диаграммы «температура — свойства» встречаются в двух видах: в одних из них изображается зависимость свойств от температуры испытания (рис. 5), в других — от температуры той или иной термической обработки [закалки (рис. 6), отпуска (рис. 7), отжига (рис. 8)]. Оба эти вида диаграмм имеются в значительном количестве,
Время
в
Рис. 9.
час.
Рис. 10.
особенно для Fe — С сплавов. Диаграммы «давление — свойства» совсем не разработаны, т. к. изменение свойств сплавов под влиянием всестороннего давления чрезвычайно мало и делается слабо заметным лишь при громадных величинах этого давления. Диаграммы «время — свойства» имеются трех видов: в одних изображается связь между свойствами и временем (рис. 9), в других — зависимость свойств от скорости охлаждения (рис. 10) и в третьих — зависимость свойств от длительности воздействия внешних факторов на металл (рис. 11).
Первыми диаграммами характеризуется процесс старения сплавов, при к-ром в них с течением времени происходят фазовые и другого рода изменения, сопровождающиеся и изменением свойств. Эти диаграммы старения являются очень важными для многих технич. сплавов, особенно цветных. С увеличением числа стареющих сплавов растет и количество диаграмм старения; но все же полнота в изучении процесса старения для всех сплавов еще не достигнута, и это изучение продолжается до настоящего времени. Другой вид диаграмм «время: — свойства», изображающий зависимость свойств от скорости охлаждения, довольно подробно разработан для Fe — С сплавов и менее подробно для цветных сплавов; эти диаграммы особенно ценны при термич. обработке, когда скорость охлаждения является наиболее важным фактором, определяющим свойства сплава. Наконец, третий вид диаграмм «время — свойства» выражает, как сказано, изменение свойств металла в зависимости от длительности воздействия на него механических, химических и физич. факторов.
