ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение механических свойств стали под действием холодной деформации из "Технология металлов " Металлы получают кристаллическую структуру при переходе из расплавленного состояния в твердое, когда атомы располагаются в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку, свойственную данному металлу. [c.101] Если бы образование кристаллов при затвердевании металла проходило свободно, то внешняя форма кристаллов была бы всегда геометрически правильной (формой многогранников). [c.101] Химическое растворение анизотропного кристалла при его травлении протекает в различных направлениях с различной скоростью. Механические свойства такого кристалла также оказываются неодинаковыми по раз1ным направлениям. В поликри-сталлическом теле это различ1ие механических свойств обычно не обнаруживается. Чем мельче зерна металла, тем однороднее его свойства, тем он ближе к изотропному телу. [c.102] При переходе из жидкого состояния в твердое обычно происходит уменьшение удельного объема металла — явление усадки-Вследствие этого в промежутках между отдельными кристаллитами образуются микроскопические поры, заполняемые иногда посторонними примесями, газами и включениями. Процесс образования зерен схематически показан на рис. 29. [c.102] С уменьшением температуры расплавленного металла атомы его становятся все менее подвижными, а при температуре затвердевания оказываются подготовленными к кристаллизации — к установке в узлы пространственной решетки. [c.103] Перегиб или остановка на кривой охлаждения металла указывает момент, когда начинается образование кристаллов. Температура, при которой происходит это превращение в металле, называется критической точкой. Эту же критическую точку можно заметить и при постепенном нагревании металла, в момент его плавления. [c.103] Критическая точка при охлаждении всегда получается несколько ниже, чем при нагревании, превращение (отвердевание) при охлаждении как бы запаздывает. Это явление называется переохлаждением. [c.103] При температуре отвердевания в различных местах охлаждающегося металла появляются центры кристаллизации, вокруг которых и группируются его частицы. Эти кристаллики постепенно растут до пол ного перехода всей жидкости в твердое кристаллическое состояние. [c.104] Чем больще в жидкости образ -ется центров кристаллизации, тем мельче будут кристаллиты (зерна) в твердом веществе. [c.104] Переохлаждением жидкости называется охлаждение ее до температур, лежащих ниже нормальной температуры перехода ее в твердое состояние. Кристаллизация жидкости при этом начинается при переменной температуре Тф (фактической), более низкой, чем нормальная температура Г,. Степень переохлаждения жидкости определится разностью температур между нормальной Т и фактической Гф температурами начала кристаллизации. Кривая охлаждения принимает в этом случае вид, изображенный на рис. 31. Участок аб кривой, соответствующей жидкому состоянию, заходит ниже лииии d —нормальной температуры затвердевания Тц. [c.104] Сталлов и скорость их роста повышаются с увеличением степени переохлаждения. [c.105] На практике условия кристаллизации приходится характеризовать не степенью переохлаждения, а скоростью (быстротой) охлаждения жидкого металла. [c.105] Содержание различных примесей в металлах сильно изменяет условия кристаллизации. Поэтому эти положения недостаточны для объяснения особенностей структуры крупных слитков и отливок. Температура переохлаждения и быстрота охлаждения в крупной отливке не могут быть повсюду одинаковыми, число зародышей кристаллизации в разных участках неизбежно получается разным. Кроме того, выделяющаяся при кристаллизации теплота повышает температуру жидкости. [c.105] Случайные примеси и посторонние включения также оказывают огромное влияние на число образующихся зародышей кристаллов. [c.105] Ряд исследований указывает, что самопроизвольное. образование центров кристаллизации, т. е. возникновение зародышей из материала самой жидкости, в практических условиях затвердевания не так важно, как образование центров кристаллизации на мельчайших посторонних включениях и нерастворимых примесях. [c.105] Очень часто в крупных слитках образуются так называемые зоны, т. е. области, отличающиеся друг от друга видом и размером зерен. На рис. 32 изображена макроструктура цилиндрического слитка, отлитого в металлическую вертикальную изложницу. На нем видны три зоны с различным видом зерен. [c.105] ПЛОХОЙ Проводник тепла препятствовал отводу тепла к стенкам изложницы. Слиток начал охлаждаться в значительной мере за счет лучеиспускания равномерно во всех направлениях. В результате во внутренней третьей зоне слитка расположились медлеиво наросшие равноосные неориентированные кристаллы. [c.106] На рис. 33 показаны макроструктуры медных заготовок (вай-ербарсов), отлитых в горизонтальные медные изложницы. В них в последнюю очередь затвердевает металл в верхней части слитка, не соприкасающейся со стенками открытой изложницы. [c.106] В слитке, изображенном на рис. 33, а, первые порции меди залиты медленно. Они протекали по дну холодной медной (хорошо проводящей тепло) изложницы. В них образовалось большое количество центров кристаллизации, структура получилась мелкозернистая. Этот слой послужил первой зоной кристаллов. Во второй зоне получилась столбчатая структура, растущая от боковых стенок и от дна изложницы. В верхней части медь кристаллизовалась в виде крупных, столбчатых кристаллов, образующих звездочки. Показанная на рис. 33, б структура заготовки, залитой более быстро, заметно отличается от структуры на рис. 33, а. [c.106] Вернуться к основной статье