Скорость зарождения центров

Рис. 29. Скорость роста кристаллов (с. к.) и скорость зарождения центров кристаллизации (ч. ц.) в зависимости от степени переохлаждения

Скорость всего процесса кристаллизации количественно определяется двумя величинами скоростью зарождения центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов. Обе эти величины можно измерить для разных условий кристаллизации. [c.47]

Свойства сплавов зависят от образующейся в процессе кристаллизации структуры. Подструктурой понимают наблюдаемое кристаллическое строение сплава. Процесс кристаллизации начинается с образования кристаллических зародышей — центров кристаллизации. Скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации и скорости роста кристаллов чем больше число образующихся зародышей и скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. Структура сплава зависит от формы, ориентировки кристаллических решеток в пространстве и скорости кристаллизации. [c.6]

Д. К- Черновым было установлено, что количественно процесс кристаллизации можно охарактеризовать, если известны две величины скорость зарождения центров кристаллизации и скорость роста кристаллов. [c.24]

Скорость зарождения центров кристаллизации определяют по количеству кристаллов, возникающих в единице объема (1 см ) за единицу времени (1 сек), и обозначают v . [c.24]

Рис. 2.5. Зависимость скоростей зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов от температуры

С повышением температуры скорость зарождения центров кристаллизации Пз- увеличивается быстрее, чем скорость роста зерен Vp. Поскольку величина зерна прямо пропорциональна Vp и обратно пропорциональна U3, с увеличением температуры размер начального [c.92]

Зависимость скорости / зарождения центров кристаллизации от переохлаждения АТ, т. е. I /j (АТ), показана на рис. 23. При Т = Тд зародыши не образуются, поскольку система находится в равновесии. Затем скорость / растет вследствие уменьшения критического радиуса зародыша и энергии его образования. При дальнейшем снижении температуры скорость / падает из-за уменьшения вязкости расплава и скорости диффузии. Вид кривой / /, (АТ) [c.50]

А. Д. Чернов установил, что кристаллизация состоит из процесса зарождения зачатков или зародышей кристаллов (центров кристаллизации) и процесса роста кристаллов. Суммарная скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации в единице объема жидкого металла (ч. ц.) и скорости их роста (с. к.). Г. Тамман нашел, что число центров и скорость их роста [c.46]

Чем больше скорость зарождения центров кристаллизации и меньше скорость их роста, тем более мелкими получаются зерна. Зависимость числа зерен от величины кристаллизационных параметров выражается формулой [c.19]

Анализ формул (И —14) показывает, что уменьшение работы образования зародышей при самопроизвольной кристаллизации и кристаллизации на примесях, а следовательно, и увеличение числа центров кристаллизации может быть достигнуто за счет снижения поверхностного натяжения на границе расплав — кристалл, увеличения переохлаждения и прикладываемого давления. Все эти факторы приводят к увеличению скорости зарождения центров кристаллизации и способствуют образованию мелкозернистой структуры металлов и сплавов. [c.22]

Кроме того, повышение давления в расплаве аналогично увеличению переохлаждения и может вызвать увеличение скорости зарождения центров кристаллизации. [c.24]

Повышение скорости нагрева способствует увеличению скорости зарождения центров рекристаллизации и, следовательно, измельчению структуры к концу первичной рекристаллизации. [c.135]

Первичная кристаллизация металла (из жидкого расплава) начинается с возникновения центров кристаллизации в отдельных участках жидкости, где создались наиболее благоприятные условия для устойчивости кристаллического зародыша. Такой зародыш является началом (центром), от которого идёт рост кристалла. Столкновение между собой соседних растущих кристаллов ограничивает их дальнейший рост и является причиной неправильной внешней огранки кристаллов. Величина зерна зависит от скорости кристаллизации (числа центров, возникающих в единице объёма в единицу времени) и линейной скорости роста кристаллов. Чем больше отношение скорости кристаллизации к скорости роста, тем мельче кристаллическое строение металла. Число центров и скорость роста, а следовательно, и величина зерна зависят от степени переохлаждения металла (разности температур начала кристаллизации и плавления). С увеличением степени переохлаждения скорость зарождения центров и скорость роста вначале возрастают, а затем уменьшаются, но с различной интенсивностью. Степень переохлаждения данного сплава зависит от скорости охлаждения и ряда других причин. С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения повышается. [c.323]

Из уравнения (11.3) видно, что с уменьшением межфазного натяжения (ут-ж) и увеличением степени переохлаждения критический размер зародыша уменьшается. Процесс зарождения центров кристаллизации количественно оценивается скоростью зарождения центров, т. е. числом центров (ч.ц.), возникающих в единице объема (м ) за единицу времени (с). [c.305]

Как известно, к анализу процессов образования кристаллов не только из жидкой фазы, но и в случае фазовых превращений в твердом состоянии могут быть привлечены представления о кристаллизационных параметрах - скорости зарождения центров кристаллизации с и скорости их роста С. В чисто математическом аспекте задача описания кинетических закономерностей таких превращений при изотермическом характере процесса решена Н.А. Колмогоровым и устанавливает временную зависимость объема новой фазы в виде [c.67]

Определение таких параметров превращения, как скорость зарождения центров новой фазы и скорость их роста, позволяет получить информацию о многих особенностях процессов фазового перехода и, в частности, определить энергию активации. Этот метод применялся для исследования распада переохлажденного аустенита. Значения энергии активации, экспериментально определенные в этих работах, удовлетворительно совпали с вычисленными из теоретических соображений на основании данных о скорости роста зародышей новой фазы, что свидетельствует о правомерности использования данных расчетов. [c.71]

В работе [ 96 ] определены значения скорости зарождения центров 7ч)>азы с и скорости их роста G для некоторых сталей с различным содержанием углерода и легирующих элементов (табл. 4). Для уменьшения погрешности в определении этих параметров из-за возможного слияния отдельных близко расположенных центров количественные измерения проводили для начальных стадий а - г-превращения при температурах, близких с Ас (740 - 750°С). Эти данные хорошо согласуются [c.71]

Рост кристалла заключается в том, что к поверхности зародышей присоединяются все новые атомы жидкого металла. Сначала образовавшиеся кристаллы растут свободно, сохраняя правильную геометрическую форму. При столкновении растущих кристаллов их форма нарушается, и в дальнейшем рост продолжается только там, где есть свободный доступ к расплаву. В результате кристаллы не имеют правильной геометрической формы. Такие кристаллы называются зернами. Размер зерен зависит от скорости зарождения центров кристаллизации (СЗ) и скорости роста кристаллов (СР). На рис. 1.5,6 показана зависимость этих параметров от степени переохлаждения расплава. [c.12]

Перлитное превращение переохлажденного аустенита происходит в области температур, где скорости диффузии достаточно высокие и процесс образования перлита определяется скоростями зарождения центров кристаллизации и их роста. Оба фактора зависят от степени переохлаждения. Образование зародышей цементита происходит на границе зерен аустенита. При этом аустенит, прилегающий к зародышам цементита, обедняется углеродом, что приводит к образованию зародышей феррита. От одного центра идет рост чередующихся пла- [c.41]

Перлитное превращение протекает в верхней температурной области. Как и всякий кристаллизационный процесс, происходящий в твердом состоянии при переохлаждении, это превращение совершается путем зарождения центров превращения и последующего роста кристаллов новой фазы. Поэтому перлитное превращение определяется двумя параметрами скоростью зарождения центров превращения с. з. ц. (мм -с ) и линейной скоростью роста кристаллов из этих центров л. с. р. (мм с ) [1]. [c.5]

Согласно этому выражению, г обратно пропорционален переохлаждению и прямо пропорционален поверхностному натяжению а -т. Определить Ош-т прямыми методами в настоящее время не представляется возможным. Поэтому Ож-т вычисляется из формулы Фольмера для определения скорости зарождения центров кристаллизации (с. з. ц. к.) [c.57]

При введении в расплав соответствующих модификаторов уменьшается работа образования зародышей, скорость зарождения центров кристаллизации в переохлажденном расплаве увеличивается, и происходит одновременный рост большого количества тонких столбчатых кристаллов, имеющих примерно одинаковую направленность. Вследствие этого фронт кристаллизации становится более равномерным, что способствует ослаблению возникающих напряжений в корке слитка, уменьшению ее деформации и образованию равномерного зазора. Толщина зазора к тому же становится меньше, так как модификаторы способствуют уменьшению усадки, что установлено измерением диаметров модифицированных и немодифицированных полых слитков. Кроме того, происходящая под влиянием модификаторов дегазация расплава устраняет выделение на фронте кристаллизации газовых пузырьков, тормозящих затвердевание слитка. [c.154]

Измельчить микроструктуру сплавов при кристаллизации можно несколькими принципиально различными способами. Во-первых, регулированием условий затвердевания с целью повышения числа и скорости зарождения центров кристаллизации. Во-вторых, воздействием на кристаллизующийся сплав УЗ колебаний. В-третьих, легированием расплава специальными элементами-модификаторами. [c.103]

Суть модифицирования заключается в следующем. При переходе расплава из жидкого состояния Б твердое необходимо, чтобы между жидкой и твердой фазами образовалась поверхность раздела, что связано с затратой энергии. Уменьшить величину энергетического барьера, а следовательно, увеличить скорость зарождения центров кристаллизации можно за счет создания готовых поверхностей раздела в расплаве, а также уменьшения поверхностной энергии зародыша. То и другое можно регулировать путем введения в расплав элементов-модификаторов. Критический размер зародыша в процессе гетерогенного зарождения (в присутствии элементов-модификаторов) может быть меньшим, чем при гомогенном (без модификаторов), так как слишком мелкие зародыши кристаллизации при гомогенном зарождении не способны к росту, а в присутствии модификаторов размер критического зародыша практически может определяться размерами модифицирующих частиц. [c.104]

При непрерывном нагреве скорость зарождения центров рекристаллизации находится в экспоненциальной зависимости от температуры [199]. [c.106]

Применение скоростного нагрева. В разд. 3 показано, что увеличение скорости нагрева при рекристаллизационном отжиге сопровождается измельчением зерен. Это связано с увеличением скорости зарождения центров рекристаллизации. Эффективность применения высоких скоростей нагрева для получения УМЗ структуры у алюминиевых сплавов была исследована на сплаве АК6. Заготовки диаметром 38 мм, длиной 44 мм подвергали индукционному нагреву. Температура по сечению заготовки выровнялась через 18 с и достигла заданного уровня через 20 с. Для достижения той же температуры в центре заготовки при нагреве в печи сопротивления потребовалось 50 мин. В области температур 300—450°С, при которых у сплава АК6 активно протекают процессы возврата и еще невозможно развитие рекристаллизации, средние скорости нагрева составляли 0,1 и 25°С/с соответственно при печном и индукционном нагревах. Увеличение скорости нагрева привело к уменьшению среднего размера зерен от 14 до 9,5 мкм. [c.170]

Основными параметрами процесса кристаллизации являются скорость зарождения центров кристаллизации (число центров — ч. ц.) и скорость роста кристаллов (скорость кристаллизации — с. к.). Установлено, что ч. ц. и с. к. определяются степенью переохлаждения (рис. 23, в). [c.76]

Рис. 184. Скорость роста кристаллов и скорость зарождения центров кристаллизации перлита в зависимости от температуры (степени переохлаждения) (И. Л. Миркип)

Опыты показали, что малые добавки некоторых элементов эффективно влияют на прокаливаемость, в то ремя как более высокое их содержание такого действия не оказывает. К таким элементам надо отнести в первую очередь бор (В). Тысячные доли процента этого элемента способствуют увеличению про-каливаемости, так как весь бор, находясь в растворе, концентрируется в тонких пограничных слоях зерна аустенита и уменьшает скорость зарождения центров кристаллизации перлита. [c.357]

Получать металлы и сплавы с мелкозернистой структурой можно посредством, например, повышения скорости зарождения центров кристаллизации, изменяя температурные условия jaтвepдeвaния при таких технологических операциях, как литье в водоохлаждаемый Кристаллизатор и кокильное литье. [c.24]

Из табл. 4 йидно, что величины с Y. G для одного и того же исходного состояния практически не зависят от содержания углерода как в углеродистых, так и в легированных сталях. Исходное же состояние заметно влияет на эти параметры. Так, для закаленных сталей скорость зарождения центров аустенита на порядок- полтора выше, чем в отожженных, а скорость роста меньше. В деформированном же состоянии возрастают по сравнению с отожженным и скорость зарождения, и скорость роста центров т-фазы, чем и объясняется, в соответствии с уравнением (16), значительное ускорение образования аустенита для таких исходных структур. [c.72]

Растворимые примеси могут оказывать влияние на кристаллизацию стального слитка, изменяя скорость зарождения центров кристаллизации к их роста. Механизм модифицирования изучали многие исследователи. II. А. Ребиндер объясняет механизм модифицирования избирательной адсорбцией поверхностно активных примесей на фронте кристаллизации, из-за чего тормозится рост кристаллов. М. С. Липман в развитие идей Ребиндера приводит большой экспериментальный материал, показывающий, что модифицируюш,ее действие поверхностно активных элементов тем выше, чем больше их атомный радиус по отношению к растворителю. Высказывается мнение, что насыщение адсорбционного моно-молекулярного слоя на грани растущего кристалла обусловлено ограниченной растворимостью модификатора в твердом растворе. [c.107]

Получить ультрамелкое зерно в сплавах удается, если в них имеются вторые фазы, частицы которых стабилизируют рекристаллизованную микрострукту-. ру. Это обстоятельство можно использовать при проведении рекристаллизации после предварительной гетерогенизации сплава, когда в микроструктуре сплава фиксируются избыточные дисперсные фазы, которые не коагулируют при температуре рекристаллизации. Устойчивые дисперсные частицы увеличивают, скорость зарождения центров рекристаллизации и тормозят рост рекристаллизован-ных зерен. [c.107]

Автор работы [229], изучая процессы измельчения зерен в железоуглеродистых сплавах, отметил, что оно достигается в основнйм за счет увеличения скорости зарождения центров рекристаллизации феррита прй быстром охлаждении стали из области устойчивого состояния аустенита. Установлено, что мелкие аустенитные зерна формируются в основном в процессе кратковременного отжига железоуглеродистых сплавов при температуре аустенизации сплава [230, 231]. [c.114]

Применение метода получения УМЗ структуры за счет статической или динамической рекристаллизации связано с трудностями — высокой энергией дефектов упаковки у алюминия и его сплавов. Последнее обусловливает повышенную интенсивность процессов возврата и, как следствие, снижение скорости зарождения центров рекристаллизации при рекристаллизационном отжиге и горячей деформации [177]. Поэтому при использовании простой схемы обработки — деформация и рекристаллизационный отжиг — УМЗ структуру удается получить в ограниченном числе случаев и лишь при условии применения больших деформаций перед рекристаллизационным отжигом. Так, для получения структуры со средним размером зерен 9 мкм у горячепрессованного сплава АМгб перед рекристаллизационным отжигом потребовалась холодная прокатка за несколько проходов со степенью деформации не менее 70 % [272], горячепрессованному полуфабрикату сплава В96Ц придали УМЗ микроструктуру, применив теплую многопроходную прокатку с общей степенью деформации 90 % [281], Сплавы системы А1—Zn—Mg для получения УМЗ структуры деформировали дробной холодной прокаткой с е=80 % [269]. [c.169]

Увеличение всестороннего равномерного сжатия (гидростатического напряжения сжатия) при деформировании алюминиевых сплавов также способствует получению УМЗ микроструктуры. Это обусловлено тем, что с усилением всестороннего сжатия повышается пластичность сплавов, так как затрудняется возникновение и развитие нарушений сплошности материала. Поэтому имеется возможность осуществления деформации большей величины, что приводит к увеличению скорости зарождения центров рекристаллизации при последующем рекристалли-зационном отжиге. Увеличение напряжений сжатия вызывает и повышение однородности деформации, что также способствует увеличению пластичности, и одновременно уменьшает различие в величине инкубационного периода возникновения центров рекристаллизации при нагреве. [c.171]

Число центров кристаллизации и скорость роста криеталлов с повышением степени переохлаждения увеличиваются, достигают максимума и затем уменьшаются до нуля (рис. 26). При малой степени переохлаждения А/1 скорость роста (с. р.) велика, а скорость зарождения центров (ч. ц.) мала, в результате металл получит крупнокристаллическое строение. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...