Úvod do metalografie

Metalografie je nauka o makrostruktuře kovů a jejich vlastnostech. Makrostruktura a vnější vlastnosti kovových materiálů jsou ovšem projevem jejich mikrostruktury. Proto je pro pochopení základů metalografie nutný úvod do vnitřní stavby kovů.

Vnitřní stavba kovů
Pro kovy je charakteristická kovová chemická vazba s volně pohyblivými elektrony ve valenční sféře, tvořícími tzv. elektronový mrak. Tento druh vazby dává kovům jejich typické fyzikální, mechanické a technologické vlastnosti: velkou tepelnou a elektrickou vodivost, plasticitu a houževnatost.

Atomy kovů jsou uspořádány v krystalové mřížce, složené z elementárních buněk. Nejčastěji se u kovů vyskytují buňky krychlové, čtverečné, kosočtverečné a šesterečné. Rozměry buněk jsou řádově 10-7 mm.

Mřížky a buňky jsou znázorňovány geometrickými tvary složenými z úseček spojujících základní polohy atomů. Rozměry buněk jsou řádově 10-7 mm. Je třeba si uvědomit, že atomy jsou ve skutečnosti v pohybu a kolem své základní polohy kmitají. Velikost výkmitu ze základní polohy závisí na teplotě kovu. Přiváděním tepla se zvyšuje kinetická energie atomů,v okamžiku tavení se atomy ze své základní polohy zcela uvolňují.
Skutečný tvar mřížky a buňky ovšem idealizovanému znázornění neodpovídá. Nepravidelnosti mřížek se nazývají mřížkovými poruchami. Mohou být bodové, kdy v některém místě atom chybí nebo naopak přebývá, nebo čárové (tzv. dislokace), kdy v mřížce chybí nebo přebývá část vrstvy atomů.

Některé kovy, například železo, vykazují schopnost krystalizovat ve více tzv. alotropických modifikacích (podobách). Modifikace se navzájem odlišují rozdílnou krystalickou stavbou a z toho vyplývajícími rozdílnými fyzikálními vlastnostmi. Označují se indexy, ke kterým se užívá písmen řecké abecedy.