В книге отражены научные и прикладные проблемы, связанные с жидкими металлическими системами. Обобщены сведения об особенностях строения и физических свойствах многокомпонентных металлических расплавов. Наибольшее внимание уделено сплавам на основе железа. Описаны зависимости свойств расплавов от их состава, а также возможность улучшения и стабилизации характеристик промышленных сталей путём воздействия на их расплавы.

Новое и необычное всегда привлекает внимание. Например, полёты в космос. При этом вряд ли может вызвать удивление факт постановки в космосе прикладных исследований. Ясно, что освоение космического пространства не только расширяет наш кругозор, но и раскрывает новые перспективы для промышленного производства. Вспомним эксперименты на кораблях «Салют» и «Скай-лэб» по сварке и плавке металлов, выращиванию кристаллов различного состава, получению композитных материалов, изучению процессов плавления и кристаллизации многокомпонентных сплавов. Чем же вызван повышенный интерес первопроходцев космоса к жидкому металлическому состоянию? Дело здесь в следующем.

Первой и важнейшей стадией процесса получения абсолютного большинства металлических изделий является выплавка. Дефекты кристаллов, возникающие при затвердевании расплава, полностью исправить уже не удаётся. А космос, обладая уникальными свойствами — невесомостью и высоким вакуумом, — «создаёт» исключительные по перспективе возможности для изготовления литьём материалов и изделий, таких, как бесшовные шары, сверхтонкие плёнки, мембраны и волокна, пеноматериалы и композиты и т. п. Вместе с тем, среди широчайшего спектра различных промышленных технологий процессы, связанные с получением изделий из жидкого состояния, являются наиболее экономически выгодной областью производства в космосе. Таким образом, развитие космонавтики обещает резко стимулировать прогресс в таких распространённых металлургических процессах, как плавка и литьё, а в науке о металлах обострить интерес к металлическим жидкостям и проблемам взаимосвязи жидкого состояния с твёрдым.

Конечно, интерес к этим проблемам возник давно в связи с близкими нам земными делами. Точнее говоря, не просто интерес, а острая необходимость, вызванная насущными потребностями науки и практики. На стыке фундаментальных и прикладных наук: физики, физической химии, металлофизики и металлургии сформировалось и энергично развивается интереснейшее научное направление, связанное с выяснением природы металлических жидкостей, изучением их свойств, строения и влияния их на твёрдое состояние. Например, установлено, что подготовка металлического расплава и степень его неравновесности влияют на такие важнейшие характеристики образующихся из него кристаллических образцов, как пластичность, прочность, долговечность. Закономерности подобных взаимосвязей изучены ещё недостаточно, однако полученные к настоящему времени результаты открывают новые горизонты для повышения качества и стабилизации свойств металлов и сплавов.

Наиболее широкое распространение из всех металлических композиций получили многокомпонентные сплавы на основе железа, так называемые стали. Постоянно растущее их использование выдвигает новые вопросы и задачи, всё более связанные с жидким состоянием. Дело в том, что процесс получения сталей, как и абсолютного большинства других металлических сплавов, включает в себя их выплавку. По мере углубления сведений о твёрдом состоянии, естественно, всё большее внимание уделяется порождающей его жидкой фазе. При изучении дефекта в металле стремятся проследить весь путь его формирования, начиная от расплава. При этом перед исследователями возникают десятки и сотни проблем.

О некоторых из них, относящихся к строению металлических жидкостей и взаимосвязи их с твёрдым состоянием, рассказывается в этой книге. Основными «героями» в ней являются наиболее важные в научном и прикладном отношениях сплавы на основе железа. Отбор материала и стиль изложения определялись стремлением сделать книгу интересной, полезной и доступной не только для подготовленного читателя, но также для всех, интересующихся современными металловедческими проблемами или связанных по роду своей деятельности с получением и использованием металлов, сплавов и изделий из них.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Природа критического состояния, Фишер М., 1968