Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. Справочник

Подождите немного. Документ загружается.

ваться при многократных нагревах и охлаждениях. Легирование про-

мышленного бериллия железом повышает его пластичность вследствие

образования тугоплавкого соединения AlFeBe

. Аналогичное действие

оказывают добавки хрома и марганца. Для создания стойкого против

высокотемпературного разрушения бериллия необходимо, чтобы сумма

(Fe

Cr+Mn)

была в 2,4 раза больше содержания А1 (в процентах).

Дистилляция повышает относительное удлинение бериллия при 20—

700 °С; высокочистый бериллий обладает сравнительно высокой пластич-

ностью при низких и сверхпластичностыо при повышенных температу-

рах [29].

Изделия

из бериллия готовят методами выдавливания, прокатки,

ковки,

штамповки. Обработку давлением производят при

400—1050

°С

с применением защитных оболочек из стали; последние затем

удаляют

травлением [1]. Холодная деформация возможна только для металла

высокой

чистоты.

Листы из бериллия с низким содержанием ВеО (0,01 %) и суммы

примесей (0,02 %) получают электронно-лучевой плавкой и отливкой

графитовую изложницу с обмазкой из

А1

;

теплой прокаткой с про-

межуточными отжигами — тонкие листы и фольгу толщиной до 0,02 мм;

горячим выдавливанием в защитных оболочках — прутки,

трубы

и про-

фили;

волочением —проволоку диаметров до 0,03 мм [1].

МАГНИЙ

Атомный номер магния 12, атомная масса

24,320,

атомный радиус

0,162 нм. Природный магний состоит из

трех

изотопов с массовыми чис-

лами:

24, 25 и 26. Электронное строение [Ne]3s

. Электроотрицатель-

ность 0,9. Потенциал ионизации 7,04 эВ. Кристаллическая решетка —

п.

г., а=0,321 нм, с=0,521 нм, с/а=

1,623.

Плотность 1,74 т/м

. /„„=

650

С,

<кпп=П07

С.

Влияние температуры на модуль нормальной упругости Е магния

показано

ниже:

t, °С

—273

—180 20 100 200 300 400 450 630

Е, ГПа. . . . 49,3 47,1 44,1 42,2 40,2 38,2 35,3 33,3 26,5

В атмосфере

сухого

воздуха

при 20 °С магний устойчив, при темпе-

ратуре

выше 350 °С заметно окисляется. При высокой температуре маг-

ний

может воспламениться. Во влажном

воздухе

он покрывается плен-

кой

Mg(OH)2, которая не защищает от дальнейшего окисления.

При

повышенной температуре магний реагирует с азотом и водо-

родом.

Влияние температуры на механические свойства магния приведены

на

рис. 27.

Ниже

приведены свойства технического магния при 20 °С [1]:

, МПа <7

0 2

. МПа в, % НВ

Магний:

литой 107 20 5 30

деформированный . . , 245 186 9 50

отожженный 176 98 16 40

Влияние температуры на свойства магния по данным [1] показано

ниже:

20 200 250 300 350 400 450

а„7МПа

196 59 29 19 18 10 6

. МПа .... 88 25 20 16 12 5 4

6,'% 11 42 41 58 95 60 65

t|>,

% 12 36 92 95 98 93 95

При

испытании на растяжение под внешним давлением пластичность

увеличивается начиная со 140 МПа у литого и с 80 МПа у гомогенизи-

рованного магния [1].

При

температуре до 225 °С происходит скольжение по плоскостям

базиса (0001), если эти плоскости должным образом ориентированы

относительно действующих напряжений; выше этой температуры дейст-

вуют

пирамидальные плоскости скольжения

(1011)

[1].

100 200 300 400t

n?C

Рис.

27.

Влияние температуры

на

механические свойства техническо-

го магния

zz7t

Рис.

28.

Влияние температуры

на пла-

стичность магния

величиной зерна

мкм (/), 8 мкм (2) и 60 мкм (3)

Скорость деформации влияет на механические свойства магния.

Увеличение скорости растяжения с 0,02 до 1,3 мм/с при 400 °С повы-

шает а

с 10 до 30 МПа и t|> с 58 до 83 % [1]. Мелкозернистый магний

пластичнее [1].

Улучшение механических свойств с увеличением скорости растяже-

ния

при высокой температуре, по нашему мнению, обусловлено сокраще-

нием

длительности воздействия внешней среды.

По

данным [1], пластичность магния промышленной чистоты

(99,95

% Mg; <0,02 % Zn; <0,001 % Fe; <0,001 % Si; <0,001 % AI)

при

скорости деформации 10~

с~' также увеличивается с повышением

температуры. Установлено существенное влияние на пластичность маг-

ния

величины зерна; при

20°С

и величине зерна 60 мкм г|)=13 °/о, а при

2 мкм

г)з

6О

% (рис. 28). Следовательно, при малой относительной кон-

центрации

примесей по границам зерен пластичность поликристалличес-

кого магния высока и при 20 °С.

При

понижении температуры прочность магния повышается, плас-

тичность несколько уменьшается:

псп

С. . .

с„,

МПа ..

, %

118

|gg

157

-253

205

Внешняя

среда влияет на механические свойства магния не только

при

атмосферном, но и при малом остаточном давлении газов, если ис-

пытания

достаточно длительны. При растяжении монокристаллического

магния

чистотой более

99,96

% со скоростью деформации 0,061 с~' и

температуре 26 "С не было заметно изменения свойств при уменьшении

давления от 10

до Ю"

Па. Только при дальнейшем улучшении ваку-

ума до 10~

Па деформация магния увеличивалась [1].

КАЛЬЦИЙ

Атомный номер кальция 20, атомная масса

40,08,

атомный радиус

0,197 нм. Известно 11 изотопов, из них 6 стабильных. Электронное стро-

ение

[Ar]4s

Электроотрицательность 0,7. Потенциал ионизации 6,11 эВ.

Кристаллическая решетка — г. ц. к. с параметром а=0,5582 нм; при

температуре выше 464 °С— о. ц. к. с параметром а=0,4477 нм. Плот-

ность 1,54 т/м'. /

ПЛ

652°С,

КИ

„=1484°С.

При

С кальций взаимодействует с

воздухом,

образуя оксиды и

нитриды. При нагревании он реагирует и с водородом.

При

20 °С кальций имеет следующие свойства [1]: отожженный —

= 49 МПа, а

О2

=1О МПа, 6 = 51 %, i|>=58 °/о, а деформированный —

а.=

118 МПа, ст

=88 МПа, 6 = 7 %, г|з=35 %, НВ 17.

Испытания

загрязненного примесями (0,2 % С1) кальция чистотой

99% в атмосфере неочищенного аргона [11, не выявили его истинных

Z00

400

Рис.

29. Влияние температуры на

механические свойства отожженно-

го кальция чистотой 99 %

Рис.

30. Влияние температуры на ме-

ханические свойства литого стронция

механических свойств (рис. 29); достаточная пластичность установлена

лишь при

500—800

°С.

Еще более загрязненный кальций (чистотой 90 %) хрупок: 6 = 3 %,

СТРОНЦИЙ

Атомный номер стронция 38, атомная масса

87,62,

атомный радиус

0,215 нм. Известно 18 изотопов, из них 4 стабильных. Электронное стро-

ение [Кг] 5s

. Электроотрицательность 0,65. Потенциал ионизации

5,69 эВ. Кристаллическая решетка — г. ц. к. с параметром

0,6085

нм.

При

215 "С происходит полиморфное превращение и образуется решет-

ка

п. г. с параметрами а =

0,432

нм и с=0,706 нм, с/а=1,63, а при тем-

пературе выше 605 °С — о. ц. к. решетка с параметром о=0,485 нм.

Плотность 2,63 т/м

. /

пл

=770

С, <

ип=1380

С.

При

20 °С стронций активно взаимодействует с

воздухом,

образуя

оксиды и нитриды: при нагревании реагирует и с водородом.

Упругие

свойства: £=16 ГПа, 0=6 ГПа.

Литой стронций 99,9% чистотой при 20 °С имеет а

= 49 МПа, б =

=2%

иг|>=11 %, НВ 19.

Влияние температуры на механические свойства литого стронция,

содержащего, %: Zn 0,05, Fe 0,01, Cd 0,0001, Си 0,0001, приведено па

рис.

30 [1].

Низкая

пластичность литого стронция при 20 "С, провал пластично-

сти при

500—550

"С и небольшое возрастание временного сопротивле-

ния

при 100 °С обусловлены наличием примесей, а также тем, что ис-

пытания

проведены в атмосфере технического аргона.

БАРИЙ

Атомный номер бария 56, атомная масса

137,34,

атомный радиус

0,221 нм. Известно 19 изотопов с массовыми числами

126-144,

из них

7 стабильных. Электронное строение

[Xe]6s

Электроотрицательность

0,6. Потенциал ионизации 5,91 эВ.

Кристаллическая решетка — о.ц.к. с

параметром а=0,502 нм. Плотность

3,594

т/м

<пл

710°С,

г„

вп

1640°С,

модуль упругости

£=12,6

ГПа.

Барий

химически активен, реаги-

рует

с кислородом, галогенами, кис-

лотами, щелочами, водой, может вос-

пламеняться на

воздухе

при

ударе.

Реагирует он при нагревании с водо-

родом (выше 180 °С) и азотом (вы-

ше 270 °С).

При

20 °С литой барий чистотой

99,9% имеет: а

=13 МПа; т|>=41 %,

НВ

Влияние температуры на механи-

ческие свойства литого бария чисто-

той 99,9 % показано на рис. 31. По-

нижение

пластичности бария при

400—600

°С вызвано воздействием

внешней

среды — технического ар-

гона.

100

бе

о/

/о

[VJ

ZOO 400

600tucn,"C

Рис.

31. Влияние температуры нг

механические свойства литого ба

рия

чистотой 99.9 % [1]

РАДИЙ

Атомный номер радия 88, атомная масса

226,0359,

атомный радиус

0,235

нм. Известно 25 изотопов, наиболее долгоживущий — с атомной

массой 226, полураспад 1620 лет. Электронное строение [Rn]7s

. Элек-

троотрицательность 0,5. Потенциал ионизации

5,279

эВ. Кристаллическая

решетка — о. ц. к. Плотность

5,5—6,0

т/м

. ?

ПЛ

=969°С, /

,n = 1500

19.

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ

МЕТАЛЛЫ

Скандий,

иттрий,

лантан,

церий,

празеодим,

неодим,

прометий,

самарий,

европий,

гадолиний,

тербий,

диспрозий,

гольмий,

эрбий,

тулий,

иттербий

лютеций

химически очень активны; активность усиливается с увели-

чением атомной массы элемента.

Редкоземельные металлы (РЗМ) реагируют со многими неметал-

лами с выделением значительного тепла. Оксиды и сульфиды их имеют,

как

правило, высокую температуру плавления, что используется для очи-

стки

от примесей и повышения пластичности многих технических ме-

таллов.

Чистые РЗМ хорошо обрабатываются давлением; из них можно

изготовлять листы и проволоку. Воздействие атмосферного

воздуха

ухудшает

пластичность, поэтому обработку

следует

вести в условиях,

исключающих такое воздействие, особенно при высоких температурах

(в

очищенном аргоне,

вакууме

или в защитных оболочках).

Свойства РЗМ, как правило, определяли на загрязненных метал-

лях, содержащих до нескольких процентов примесей, а испытания про-

водили в

средах,

оказывающих влияние на эти металлы, что совершен-

но

недопустимо из-за их высокой химической активности; анализ про-

водили с целью определения металлических примесей, а этого недоста-

точно.

Поэтому механические испытания не выявляли истинных свойств

металлов. Лишь в последние годы у РЗМ обнаружена высокая пластич-

ность после тщательной очистки и испытаний в

вакууме

10~

Па в очи-

щенном

аргоне.

СКАНДИЙ

Атомный номер скандия 21, атомная масса

44,9559,

атомный радиус

0,164 нм. Известны 12 изотопов с атомной массой 40—51. Стабилен с

атомной массой 50. Электронное строение

[Ar]3d

4s*.

Электроотрица-

тельность 1,0. Потенциал ионизации 6,561 эВ.

На

воздухе

скандий окисляется и покрывается оксидной пленкой,

тормозящей дальнейшее окисление. При нагревании он реагирует с кис-

лородом, азотом и многими другими элементами.

Кристаллическая решетка — а-п. т. с параметрами а=0,3309 нм и

с=0,5268 нм, с/а = 1,59, при температуре выше

1337°С

Р-о. ц. к. с па-

раметром а=0,4541 нм. Плотность 3,0 т/м

. /

л=1541°С, /

ип=2838

С.

Упругие

свойства:

£=77

ГПа;

= 32 ГПа.

При

20 °С загрязненный скандий, содержащий несколько десятых

процента кислорода, хрупок; литой скандий имеет

t|)=l,5%,

отожжен-

ный

после горячей ковки

"ф=3,1

%, после холодной ковки г|) = 8%. Раз-

рушение происходит по границам зерен, имеющих оксидные включе-

ния

[1].

Литой скандий имеет при 20 °С: а„=304 МПа, ао 2=235 МПа б=

=20%

|1].

Влияние температуры на механические свойства отожженного скан-

дия показано ниже [I]:

'исп.

-92

а„,

МПа 275

6, % 4

ф,

% 4

392

270

314

452

225

633

167

814

ИТТРИЙ

Атомный номер иттрия 39, атомная масса

88,905,

атомный радиус

0,181 нм. Известно 18 радиоактивных изотопов и один стабильный с

атомной массой 39. Электронная

структура

FKr]4a!'5s

. Электроотрица-

тельность 0,9. Потенциал ионизации 6,38 эВ. Кристаллическая решетка:

а-фазы — при температуре до 1481 °С — п. г. с параметрами: а =

=0,36482 нм, с=0,57318 нм, с/а=

1,571;

Р-фазы при температуре выше

1478 °С — г.ц.к., а=0,411 нм. Плотность 4,47 т/м

. г

пл

1522°С,

<„„„

=3338 °С.

Влияние температуры на модуль нормальной упругости показано

ниже:

*исп.

°С . .

—269

—188 —73 27 127

Е, ГПа. . . 69 68 67 63 61

Примечание. При 20 "С 0 = 27 ГПа.

ц-0,258.

Механические свойства иттрия определены на загрязненном ме-

талле.

Литой иттрий чистотой 97 % хрупок, более чистый (98,5 %) отож-

женный

иттрий имеет а

=216 МПа, 6=1 %. Дистиллированный отож-

женный

иттрий

(99,6%)

имеет а

=186 МПа, 6=7 % [1]. Дальнейшая

«чистка позволила получить а

=314 МПа, Оо2=177 МПа и 6 = 34%;

HV 38 [1].

Влияние температуры на свойства иттрия чистотой 97,4 % приведе-

но

ниже [1]:

ncw

°С. . . . 90 260 450 610

, МПа ... 304 264 206 88

б, % 3 2 7 13

t|),

% 7 25 35 70

Иттрий

марки ИтМ-1 имеет следующие свойства:

исп

, °С —196 20 223 400

,МПа

340 190 180 100

, МПа 170 ПО 100 65

б,'% 13 18 11 22

9 14 10 24

Горячая ковка

улучшает

свойства иттрия:

Обжатие, % о

, МПа О

0 2

, МПа 6, % \|). %

О 224 182 1 8

40 236 182 2 9

60 269 196 7 20

Относительное сужение иттрия чистотой 99,7 % повышается от

24 % при 20 °С до 42 % при 380 °С и до 96 % при 500 °С [1]. Иттрий

чистотой 99,3% при испытании на ползучесть в

вакууме

4-10-

Па

при

675 °С имел б<66 % [1]. Примеси кислорода и фтора охрупчивают

иттрий.

Зонная

очистка позволяет получать металл, способный деформиро-

ваться без разрушения при холодной прокатке с обжатием до 50 %,

тогда

как до очистки его можно было прокатать только с обжатием до

15 % [1].

Чистый

иттрий достаточно пластичен, и его можно обрабатывать в

холодном состоянии и получать листы толщиной до 0,05 мм, трубы и

проволоку.

ЛАНТАН

Атомный номер лантана 57, атомная масса 138,91, атомный радиус

0,1877

нм. Существует один стабильный изотоп. Электронное строение

|Xe]5d'6s

Электроотрицательность 0,8. Потенциал ионизации

5,577

эВ.

Кристаллическая решетка до 310 °С двойная а-п.г. с параметрами а—

0,3774

нм, с=

1,2171

нм, с/а=3,22; при температуре от 310 до 868 "С

fi-о.ц.к. с параметром а=0,5305 нм и выше 868 °С, у

-Ц-

- с параметром

о=0,426 нм. Плотность 6,146 т/м

. *

вл

= 921 °С, ?„

п=3464°С. Упругие

свойства:

£=38

ГПа, G=15 ГПа.

Влияние температуры на свойства отожженного лантана чистотой

98,6% приведено ниже (в числителе— значения при е=2,3-10-

с~',

знаменателе—при е=2,3-10~' [1]):

11С

п,°С. . —100 —35 80 204 323 443 562

,МПа.

235/216

157/177

167/186

157/177

49/79

49/59

20/29

й,

%. . . . 10/13 16/13 0,5/8 8/5 6/30

87/42

82/58

г|),

о/

... 16/24 23/19 6/20

20/25

70/66

83/75

Пластичность переплавленного в электронно-лучевой печи лантана

с твердостью НВ 32, содержащего не более 0,01 % меди, кремния, же-

леза (каждого) и не более 0,02 % кислорода, азота, фтора и углерода

(каждого) увеличивается с повышением температуры прокатки до

600 °С. При дальнейшем повышении ее возникают трещины на кромках

полос в связи с интенсивным окислением лантана. Толщина окисленно-

го слоя при

600—700

°С достигает

0,07—0,1

мм [1].

Замена

воздуха

вакуумом позволяет увеличить величину обжатия

при

холодной прокатке в полтора раза, а при горячей прокатке-—в 5

раз;

на поверхности прокатанных в вакууме полос

отсутствуют

види-

мая

оксидная пленка и трещины [1].

Чистый

лантан хорошо обрабатывается давлением; HJ него можно

изготовлять листы, фольгу и проволоку.

ЦЕРИЙ

Атомный номер церия 58, атомная масса

140,12,

атомный радиус

0,1825

нм. Известно 16 изотопов, из них 4 стабильных. Электронное

строение

[Xe]4f'5rf'6s

Электроотрицательность 0,8. Потенциал иониза-

ции

5,47 эВ. Кристаллическая решетка: — а-г.ц.к. с параметром а—

0,485

нм, Р-п. г. с параметрами а =

0,367

нм и с=

1,1802

нм,

•уг.ц.к. с параметром а=0,5161 и б-о.ц.к. с параметром а=

0,412 нм. Температуры перехода: a-s-p —130 °С,

р"->-\

+75 °С, V-+8

+726 °С. Плотность 6,77 т/м'. t

„ = 798 "С,

*„

вп

3433

°С. Упругие свой-

ства: Я=30 ГПа, G=12 ГПа.

Церий

энергично взаимодействует со многими неметаллами.

Температуры плавления соединений церия, °С: оксида >2600; кар-

бида >2300, нитрида

2600,

борида 2190, сульфида

2450.

Механические свойства церия чистотой 98,5% при 20 °С: а„=

118 МПа, ао,2=78 МПа, 6=33 °/о, НВ 28 [1].

Ниже

показано влияние температуры на механические свойства

церия

[1]; содержание примесей в нем равно, ч. на 1 млн.: О 40, N42,

37, Н 7, F 24, Ci 2, Та 10;

других

металлов <50;

других

РЗМ <7Г,;

—

195

—

153

—123

—78

—23

102

177

252

образцы отжигали 2 ч в

вакууме

при 380 °С для того, чтобы получить

у-структуру:

'нсп>

С •

б, % . .

*, % • •

Чистый

бескислородный церий хорошо поддается обработке давле-

нием;

из него можно получать ленту толщиной 0,5 мм и проволоку вы-

давливанием.

ПРАЗЕОДИМ

Атомный номер празеодима 59, атомная масса

140,907,

атомный радиус

0,1828

нм. Известен стабильный изотоп с атомной массой 139. Элект-

ронное

строение

[Xe]4/

Электроотрицательность 0,8. Потенциал

ионизации

5,42 эВ. Кристаллическая решетка — п.г. с параметрами а=

=0,3664 нм и с=

1,1807

нм, с/о=3,222. Плотность

6,773

т/м

. *„

931 °С, г„

„ =

3520°С.

Механические свойства:

£=33

ГПа, G=14 ГПа,

(i=0,30,

<т

= 112 МПа, о-о,2=70 МПа, 6=15 %, -ф=67 %.

Влияние температуры на механические свойства загрязненного

(98,5%)

празеодима (в числителе — литого, в знаменателе — кованого)

дано ниже [1]:

исп

С . . 20 205 427

, МПа. .

110/215

138/182

46/42

о2

,МПа

101/198

101/175

40/37

б,'% . . . 10/7 16/12

29/48

Более чистый празеодим (0,03% примесей, в том числе

0,015%

О)

обладает хорошей пластичностью [1]:

<исп>

°С . . —195 —153 —123 —78 0 22 102 177 252

, % ... 28 23 24 22 21 18 17 15 15

1|>, % . . . 61 67 67 68 74 76 79 80 79

повышением температуры уменьшается деформационное упрочне-

ние

празеодима, увеличивается местная деформация в области шейки,

поэтому равномерная деформация понижается. Чистый празеодим хоро-

шо

поддается обработке давлением; при 20 °С допускает обжатия до

%•

Из него получают проволоку и ленту.

НЕОДИМ

Атомный номер неодима 60, атомная масса

144,24,

атомный радиус

0,18214

нм. Электронное строение

[Xe]4/

Электроотрицательность

0,8. Потенциал ионизации 5,49 эВ. Кристаллическая решетка — п.г. с

параметрами а=0,36582 нм, с=

1,1797

нм, с/а=3,22, при температуре

выше 863 °С — о.ц.к. с параметром а=0,413 нм. Плотность 7,00 т/м

<пл=1021°С, *„»п=3074°С.

Механические свойства загрязненного неодима (чистотой 99 %) при

20 °С:

£=38

ГПа, 0=15 ГПа, ц=0,30, а»=183 МПа, а

=159 МПа,

6=12%.

Более чистый неодим обладает следующими свойствами:

а»=164 МПа, а

=71 МПа, 6 = 25 %,

t|>=72

повышением чистоты твердость неодима понижается: при чистоте

98; 99 и 99,6 % твердость НВ равна соответственно 50; 32 и 25.

Влияние

температуры при

скорости

деформации

2,3- Ю~

(числи-

тель)

и 2,3-10-' с-

(знаменатель) неодима чистотой 99,16% дано

ниже

[1]:

?„сп.

—196 -92 —15 115

а„,МПа

176/190 157 147 127/118

6, % 6/7 9/17 13/14 21/15

1)5,

% 12/13 20/24 14 26/29

/,,сг,.

С 245 375 504 634 763

, МПа 127 98/147 39/88 20/39 10

Л,

% 3/7 15/3 20/— 18/— 32/—

% 19/20 34/12 73/38 78/71 —

Ниже

приведено

влияние

температуры на пластичность

очищенного

неодима.

(0,03 %

примесей)

[1]:

/..сп.

С . . —195 —153 —123 —78 0 25

ft, %.... 27 — 30 33 32 30

\)\

% ... 57 64 66 76 70 69

102 177 252 327

30 26 21 13

77 83 81

Зон

хрупкости у

очищенного

неодима нет.

Чистый

неодим

хорошо

деформируется,

допуская обжатия 70 % при

прокатке

на ленту

толщи-

ной

0,5 мм и

менее.

ПРОМЕТИЙ

Атомный номер прометия 61, атомная масса 147, атомный радиус

0,1811

нм. Радиоактивный металл. Известно 9 изотопов, наиболее дол-

гоживущий — с атомной массой 148 с периодом полураспада 42 сут.

Электронное строение

[Xe]4/

Электроотрицательность 0,8. Потенци-

ал ионизации 5,55 эВ. Кристаллическая решетка — п.г. с параметрами

а =

0,365

нм, с= 1,165 нм, с/а=3,19. При температуре выше 890 °С—

о.ц.к.

с параметром а=0,413 нм. Плотность 7,26 т/м

. ?

ал

=1042

С,

/„

ип

=2460°С.

САМАРИЙ

Атомный номер самария 62, атомная масса

150,35,

атомный радиус

0,18041

нм. Известно 12 изотопов, из них 7 встречаются в природе.

Электронное строение

[Xe]4/

Электроотрицательность 0,8. Потенциал

ионизации

5,63 эВ. Кристаллическая решетка — гексагональная с па-

раметрами а=0,3626 нм, с=2,618 нм, с/а=7,22, что в 4,5 раз превышает

длину оси с в обычной гексагональной решетке. При температуре выше

922 °С — о.ц.к. с параметром а=0,407 нм. Плотность 7,52 т/м

. *„л =

1074 "С,

=l7%°C.

При

20 °С самарий чистотой 99,5 % обладает следующими свойст-

вами:

£=34

ГПа, G=13 ГПа, ц=0,35, <т

= 124 МПа, а

,2=П2 МПа,

6=3

%, i(i=10 %, НВ 40. У более чистого самария: а

=156 МПа, а

=68

МПа, 6=17 %, ^=30 %.

Влияние температуры на механические свойства технического лито-

го (числитель) и кованого (знаменатель) самария дано ниже [1]:

/„сп.

% 20 205 425

,МПа

127/186

147/168

78/98

о2

. МПа

108/176

127/137

78/88

б,'% 3/8 10/15 6/13

Переплавленный в

дуговой

печи с вольфрамовым электродом са-

марий

технической чистоты СмМ—2 обладает низкой пластичностью

при

температурах ниже 600 °С [1]: при осаживании падающим бойком

образцы выдерживают осадку без трещины не более чем на 10—15 %,

с повышением температуры пластичность возрастает и при 900 °С об-

разцы деформируются без трещин более чем на 90 %.

При

20 °С слитки самария технической чистоты после отжига име-

ют ст

=77 МПа, 0о,2=71 МПа, 6 = 5 %, а горячекатаные листы после

отжига: ст

=135 МПа, 6=7 %; при

700°С

а„ падает до 9 МПа, 6 воз-

растает до 54 %.

Горячей прокаткой самария при

700—750

°С можно изготовлять

листы толщиной до 0,3 мм, нагрев выше этой температуры приводит

увеличению окисления самария. При деформации самарий упрочня-

ется, поэтому для дальнейшей обработки давлением его

следует

отжи-

гать при

500—600

"С в атмосфере аргона или гелия.

Более чистый

(99,9%)

самарий значительно пластичней, при 20 °С

•ф

= 26% [1]:

'исп.

°С . . -195 -123 -78

6, %.... 7 16 16

Ч>,

% ... . 14 26 20

ЕВРОПИЙ

Атомный номер европия 63, атомная масса

151,96,

атомный радиус

0,18013

ям. Электронное строение

[Xe]4/'6s

Электроотрнцательность

0,8. Потенциал ионизации 5,67 эВ. Кристаллическая решетка—о. ц. к.

с параметром а=0,4582 нм. Плотность 5,25 т/м

. /

i =

822°C,

ц =

1529°С.

Европий—очень

мягкий металл (HV 17), хорошо поддается об-

работке холодной прокаткой, волочение затруднено.

ГАДОЛИНИЙ

Атомный номер гадолиния 64, атомная масса

157,25,

атомный радиус

0,18013

нм. Известно 14 изотопов, из них 7 стабильных. Электронное

строение

[Xe]4/

5d'6s

Электроотрицательность 0,8. Потенциал иониза-

ции

6,14 эВ. Кристаллическая решетка — п.г. с параметрами а —

=0,3634 нм, с=0,5781 нм, с/а=

1,5910.

Плотность 7,90 т/м

. /„л=1313°С,

+25

102

177

252

327

Влияние температуры на механические свойства загрязненного

гадолиния (в числителе — литого, в знаменателе — деформированного)

показано

ниже [1]:

(

исп>

^ •

, МПа.

о"

21 МПа

6,'%. . .

Пластичность очищенного дистилляцией гадолиния, содержащего

небольшое количество примесей (О150, N16, Н8, F<3, W12, Fel2, Ta5,

Cu6,

Ni2, La44, Y6%,

других

РЗМ

—255

ч. на 1 млн.), равна [1]:

'ИСП'

6р, %•

Ф,

% •

196/392

186/275

8/7

205

127/284

108/206

7/4

425

98/12/

88/98

11/12

— 195

+25

177

252

402