Ştiinţa despre caracteristicile materialelor metalice nu este prea veche. Abia cu circa 100 de ani în urmă s-au făcut primele încercări sistematice de îmbunătăţire a puţinelor aliaje cunoscute pe atunci, însă numai de la începutul secolului actual a început drumul afirmării ştiinţei metalelor. Obiectele metalice ne sunt familiare. Tocul stiloului nostru, filamentul lămpii electrice, mecanismele maşinii noastre, avionul, sculele etc. se obţin cu ajutorul metalelor. Nu este posibil să ne imaginăm că va exista o civilizaţie care să poată ignora metalele. Cuprul, bronzul, fierul şi astăzi uraniul sunt jaloanele cele mai autentice ale progresului tehnic.

Datorită lucrărilor efectuate de numeroşi oameni de ştiinţă, ca : Ledebur, Austen, Anosov, Cernov etc, studiile asupra metalelor şi aliajelor au crescut foarte rapid ca extindere şi profunzime şi, mai tar-ziu, toate cunoştinţele dobîndite au fost înglobate sub denumirea comună de metalurgie fizică. Scopul acesteia este de a determina, pe cat posibil dinainte, proprietăţile şi comportarea aliajelor de o anumită compoziţie chimică la diferite condiţii de solicitare, indicand totodată care este cea mai favorabilă structură pentru un anumit proces tehnologic sau pentru o anumită utilizare.Orice piesă metalică, de exemplu o şină de cale ferată, un ac de cusut, o ţeava de instalaţie, o roată dinţată, un ax de automobil, privită cu ochiul liber, pare că este constituită dintr-o masă uniformă. Numai culoarea aliajului permite o oarecare clasificare, dealtfel destul de sumară : oţelul este cenuşiu, cuprul arămiu, alama galbenă, aluminiul albicios.

Dacă se cercetează însă cu ajutorul microscopului, adică mărind mult, o bucată de metal preparată într-un anumit fel, se constată că, în cele mai multe cazuri, aliajele nu sunt constituite dintr-o masă uniformă, ci dintr-un amestec mai mult sau mai puţin complex de grăunţi diferiţi.. Componenţa granulară vizibilă la microscop (cateodată, la piese turnate, chiar şi cu ochiul liber) este considerată drept structura aliajului, iar grăunţii individuali drept constituenţi structurali. S-a stabilit că formarea structurii depinde de compoziţia chimică, de metoda de prelucrare a materialului, precum şi de tratamentul termic. Acelaşi material metalic prezintă diferite structuri după starea în care se află : turnat, prelucrat prin deformare la cald sau la rece, recopt sau călit la temperaturi înalte.

Metalele pure sunt caracterizate prin faptul că sunt alcătuite numai dintr-un singur fel de atomi. Acest caz ideal nu se constată însă niciodată în practică, deoarece metalul conţine întotdeauna şi mici cantităţi de alte substanţe ca impurităţi : gaze, incluziuni nemetalice (zgure) şi diferiţi atomi ai altor metale (gradul mediu de puritate este de circa 99,99%).

Cercetarea mai amănunţită a metalelor sau aliajelor cu radiaţii Rontgen a arătat că aceşti grăunţi din care este alcătuită structura materialelor metalice constau din cristale, fiecare grăunte reprezentand un singur cristal.
Uneori se găsesc cristale metalice dezvoltate frumos, în special atunci cand cristalele metalice au timp suficient de creştere şi fără ca în dezvoltarea lor să se deranjeze reciproc. Datorită vitezelor de creştere în diferitele direcţii cristaline, nu se obţin suprafeţe netede şi plane, ci schelete cristaline, aşa numitele dendrite sau cristale sub formă de brăduţi.

într-o anumită direcţie cristalografica, care depinde de sistemul de cristalizare şi de condiţiile de solidificare, în special de impurităţile din baia metalică, cristalele cresc mult mai repede decat după alte direcţii şi formează astfel trunchiul dendritei. Din trunchi cresc în alte direcţii, dependente de sistemul de cristalizare, ramuri mai mult sau mai puţin regulate. Un astfel de tip de dendrita se obţine deseori în retasurarea unui lingou din oţel turnat.

Durate de cristalizare foarte lungi au avut cristalele în decursul formării lor naturale în erele geologice. De aceea, cele mai frumoase şi mai regulate forme cristaline se întalnesc la cristalele crescute în mod natural (de ex. o dendrita de aur).
La suprafaţa topiturilor solidificate liniştit se formează adesea cristale artificiale cu o structură foarte pronunţată (de ex. dendritele de aluminiu pe suprafaţa unui bloc de aluminiu foarte pur, răcit lent). Astfel de cristale superficiale se văd şi la solidificarea stibiului şi a bismutului, precum şi la zincarea la cald a tablelor de oţel.
Cristalele foarte regulate apar şi în anumite condiţii, şi anume la separarea electrolitică a metalelor din soluţiile de săruri.

După cum s-a mai menţionat, metalele tehnice nu sunt alcătuite numai dintr-unul, ci din foarte multe cristale mărunte cu diametrul de circa 0,01 mm, care au marginile neregulate. Se spune că metalele sunt policristaline. în timp ce cristalele au o amplasare a atomilor regulată, domeniile de la limitele grăunţilor reprezintă locuri cu deranjări ale constituţiei cristaline regulate.

---

Tag-uri: metal, aliaj, fier, otel

---

Categorie: Stiinta si Tehnica  - ( Stiinta si Tehnica - Archiva)

Data Adaugarii: 08 October '10

---

Adaugati un link spre aceasta pagina pe blog-ul, site-ul sau forum-ul Dvs. :

---