2.1. Основные сведения о кристаллическом строении металлических тел.

Изучением строения и свойств металлов и их сплавов занимается наука металловедение, основоположником которой, как упоминалось выше, является русский ученый Д.К. Чернов.

Учеными установлено, что все применяемые в технике металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, в частности, Д.К. Чернов в 1878г. впервые представил схему образования кристаллической структуры стали. Он установил, что процесс кристаллизации металла происходит в два этапа:

1. Формирование центров (зародышей) кристаллизации.

2. Рост кристаллов из этих центров.

Сначала растут первичные или главные оси кристаллов, а потом перпендикулярно к ним растут оси верхних порядков (второго, третьего и т.д.) (рис. 2.1).

Такие кристаллы напоминают по внешнему виду дерево и называются дендриты (от греческого «дерево»). В процессе роста кристаллы двигаются навстречу друг другу и в определенный момент стыкуются между собой, в результате чего приобретают соответствующую форму. Такие кристаллы называются зернами (рис. 2.2). Величина и количество зерен в конце кристаллизации зависят от скорости зарождения и роста кристаллов.

Характерной особенностью кристаллического строения металлических тел является правильное расположение их атомов в пространстве, составляющих своеобразную пространственную атомно-кристаллическую решетку, что и обуславливает их особые свойства. Простейшей элементарной кристаллической ячейкой принято считать кубическую, величина которой определяется расстоянием между атомами (а – длина ребра куба), равным 1А⁰ (ангстрем); 1А⁰=1·10^-8 см=1·10^-10 м.