Элементы теории превращений в металлах и сплавах

Большинство металлов и сплавов может находиться в твердом, жидком и газообразном агрегатных состояниях. Переход из твердого в жидкое, а затем газообразное состояния сопровождается тепловыми и объемными эффектами. При плавлении происходит поглощение тепла и уменьшение плотности ~ до 10 %. Лишь для некоторых элементов, например, висмута и галия, наблюдается увеличение плотности при плавлении. В жидком состоянии металлы обладают высокой электропроводностью и имеют упорядоченное расположение ионов в ограниченных микрообъемах (кластеры), время жизни которых мало. Кластеры распадаются и вновь создаются в другом месте, как бы мигрируют. Механическое поведение жидкости (расплава) характеризуется вязкостью.

Для идеальной жидкости сопротивление сдвиговой деформации равно нулю. Это объясняется тем, что связь между частицами ослаблена, а характерные для твердых тел колебательные движения атомов с повышением температуры в* жидком, а тем более в газообразном состоянии, приобретают трансляционный характер. Повышение гидростатического давления и снижение температуры способствуют повышению вязкости. При некотором критическом для данной жидкости давлении происходит кристаллизация, для аморфных материалов ее стеклование и проявляются пластические свойства с характерным деформационным упрочнением. Изменение объема газа и жидкости под воздействием гидростатического давления происходит упруго.

Переход из жидкого состояния в газообразное происходит с уменьшением плотности металла в несколько раз, а тепловой эффект во много раз превышает тепловой эффект при плавлении. Поглощенная тепловая энергия при газообразовании способствует повышению кинетической энергии атомов, совершающих хаотическое движение. Температуры плавления и газообразования являются физическими константами металлов.