ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформация и раз, у щенке м- а чов из "Основы металловедения " Кривые охлаждения в случае кристаллизации металла при различных степенях переохлаждения А/. [c.24] При температуре /п значения С металла в жидком и твердом состояниях равны (рис. 12). Температура соответствует равиовескок температуре кристаллизации (или плавления) данного вещества, при которой обе фазы (жидкая и твердая) могут существовать одновременно. Выше а более устойчив жидкий металл, имеющий меньшее значение С, а ниже этой температуры устойчив твердый металл. [c.24] Процесс кристаллизации развивается, если имеется разность АС (рис. 12). [c.24] На рис. 13 приведены кривые охлаждения, построенные методом термического анализа, которые характеризуют процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью и. При медленном охлаждении степень переохлаждения невелика, и кристаллизация протекает при телшературе, близкой к равновесной (кривая г ,). На кривых охлаждения при температурах кристаллизации отмечаются горизонтальные площадки (остановка в падении температуры), образование которых объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации. [c.25] Как впервые установил Д. К- Чернов, процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей (центров кристаллизации) и продолжается при их росте (рис. 14). [c.25] Пока образовавшиеся кристаллы растут свободно,, они могут иметь геометрически относительно правильную форму. При столкновении же растущих кристаллов их правильная форма нарушается. В результате растущие кристаллы, имеющие сначала геометрически правильную форму, после затвердевания получают неправильную внешнюю форму их называют кристаллитами или зернами. [c.25] При температуре ниже микрообъемы, имеющие расположение атомов, подобное размещение атомов в твердом металле, могут превратиться в центры кристаллизации (зародыши). [c.26] В процессе кристаллизации возникают зародыши разного размера, однако не все они способны к росту. Это объясняется тем, что, с одной стороны, при кристаллизации энергия Гиббса С уменьшается вследствие перехода некоторого объема жидкого металла в твердый (рис. 16, кривая I), а с другой стороны, возрастает (рис. 16, кривая 2) благодаря образованию поверхности раздела, с которой связана некоторая поверхностная энергия или энергия поверхностного натяжения. [c.26] При образовании зародыша размером меньше (рис. 16, кривая 3) свободная энергия системы возрастает, так как приращение энергии Гиббса О вследствие образования новой поверхности перекрывает его уменьшение в результате образования зародышей твердого, металла. [c.26] Минимальный размер зародыша На, способного к росту при данных температурных условиях, называется критическим размером зародыша. [c.27] С увеличением степени переохлаждения At размер критического зародыша уменьшается (см. рис, 16, б), а следовательно, число зародышей, способных к росту, Возрастает. [c.27] Рост зародышесых центров. Рост зародыша происходит в результате перехода агомов из переохлажденного расплава к кристаллам. [c.28] Скорость роста кристаллов определяется вероятностью образования двумерного зародыша. Чем больше степень переохлаждения, тем меньше размер критического зародыша, и тем легче он образуется. [c.28] Число центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. Скорость процесса кристаллизации и строение металла после затвердевания зависят от числа зародьшкй (центров кристаллизации), ВОЗНИКР.Ю-щих в единицу времени в единице объема 1/(мм . [c.30] Как видно из рис. 18, число зародышей (ч. з.) и скорость их роста (с. р.) при равновесной температуре кристаллизации ( ц) равны нулю, и поэтому процесс кристаллизации не протекает. При увеличении степени переохлаждения они возрастают, достигают при определенной степени переохлаждения максимума, после чего снижаются. [c.30] Величина зерна. Чем больше центров кристаллизации (зародышей) к меньше скорость их роста, тем мельче кристалл, выросший из одного зародыша (зерно металла). [c.31] Величина зерна может меняться в пределах от 0,4 до 0,001 мм. [c.31] При небольшой степени переохлаждения (малой скорости охлаждения) число зародышей мало и скорость роста велика. В этих условиях будет получено крупное зерно. С увеличением степени переохлаждения число зародышей возрастает в большей мере, чем скорость их роста, и размер зерна в затвердевшем металле уменьшается (рис. 18). [c.31] Чем больше размер зерна, тем ниже пластичность и прочность металла. [c.31] Вернуться к основной статье