Энциклопедия компании Специальные Материалы: Почему сплавы тверже чистых металлов? 

Знаете ли вы, что сплавы тверже чистых металлов? Не верите? Приведу пример: никель — чистый металл, а сплав 276 — сплав. Сплав 276 — это сочетание никеля, хрома, молибдена, железа и других элементов. Твердость и прочность сплава 276 намного выше, чем у чистого никеля.

Давайте рассмотрим «старшего брата» — железо. Его пластичность и ковкость действительно великолепны, но он легко ржавеет, когда контактирует с влажным воздухом. А как насчет нержавеющей стали? Она широко используется в строительстве из-за своей высокой прочности, твердости и коррозионной стойкости.

Так почему же этот сплав такой твёрдый?

На самом деле, ключ кроется в его «командной работе». Сплавы состоят из атомов разных размеров, которые могут «прижимать» друг друга, затрудняя перемещение атомов, поэтому они обладают хорошей устойчивостью к царапинам и вмятинам. Чистые металлы имеют атомы одинакового размера, и они скользят друг по другу, как коньки, что повышает вероятность их царапин или вмятин.

Более того, сплав прошел «специальную подготовку» в процессе производства. Например, упрочнение твердого раствора заключается в растворении одного металла в другом. Таким образом, структура решетки изменяется, и атомам становится сложнее перемещаться или смещаться, поэтому сплав, естественно, становится тверже.

Не забывайте о дисперсионном твердении. В процессе термообработки определенные элементы будут выделяться, и эти выделения будут действовать как маленькие гвозди, фиксируя другие атомы и делая сплав более твердым и прочным.

Наконец, давайте поговорим о измельчении зерна. Когда сплавы остывают, они образуют зерна, но если зерна слишком большие, они оставят зазоры и сделают сплав хрупким. Измельчение зерна заключается в превращении этих больших зерен в мелкие, делая зазоры между ними меньше, чтобы сплав стал тверже!

Короче говоря, причина, по которой сплавы тверже чистых металлов, заключается в их микроструктурных различиях и «специальной подготовке», которую они получают в процессе обработки.