Кристаллизация центры

Примеси в металле и комплекс кристаллических решеток микроскопического и субмикроскопического размеров служат зародышами кристаллизации. Центрами кристаллизации могут служить также различные посторонние включения — продукты металлургических реакций. [c.134]

Гомогенным называется образование зародыша новой фазы в объеме исходной фазы, сопровождающееся образованием всей поверхности, ограничивающей зародыш. Гиббс впервые показал, что зародыш новой фазы становится устойчивым лишь при условии, что его размер превосходит определенное критическое значение. Области новой фазы, размер которых меньше критического, называются зародышами, а размер которых больше критического, — центрами новой фазы (в случае кристаллизации центры новой фазы часто называют центрами кристаллизации). Френкель подробнее рассмотрел условия зарождения частиц новой фазы и определил размер критического зародыша. Найдем его для случая кристаллизации из жидкой фазы. [c.173]

Процесс об )азования кристаллов путем зарождения центров кристаллизации п пх роста можно изучать с помощью рассмотрения моделей (схем), что с успехом применялось II, Л. Мнр-киным. Подобная модель кристаллизации представлена на [c.46]

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]

Число зарождающихся в единицу времени кристаллов, которые в дальнейшем мы будем обозначать буквами ч.ц., имеет размерность 1/мм -с (число центров кристаллизации, возникших в 1 мм за одну секунду). Скорость роста кристаллов, обозначаемая в дальнейшем через с.к., есть скорость увеличения линейных размеров кристалла, выраженная в миллиметрах в единицу времени. Размерность этой величины — мм/с мм/мин. [c.48]

Каждой температуре кристаллизации (степени переохлаждения) отвечает определенный размер устойчивого зародыша более мелкие, если они и возникнут, тут же растворяются в жидкости, а более крупные растут, превращаясь в зерна— кристаллы. Чем ниже температура (больше степень переохлаждения), тем меньший размер имеет устойчивый зародыш, тем больше число центров кристаллизации образуется в единицу времени, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. Таким образом, с увеличением степени переохлаждения быстро возрастают величина ч. ц. и общая скорость кристаллизации. [c.50]

Которые могут служить готовыми центрами кристаллизации. [c.50]

В первом случае распад начинается при температуре вблизи точки 1 (для сплава /). Кристаллы ip-фазы образуются преимущественно на границах зерен, так как работа образования центра кристаллизации на границе зерна меньше, чем внутри зерна. Критический размер зародыша должен быть относительно большим, так как переохлаждение мало. Дальнейшее охлаждение должно привести к выделению новых кристаллов и к росту выделившихся. Образующиеся кристаллы р-фа-зы не имеют определенной ориентации относительно исходной а-фазы, а внешняя форма их приближается к сфероиду, так как эта форма обладает минимумом свободной энергии. Кристаллы растут постепенно, атомы преодолевают энергетический барьер и на границе раздела а- и р-фаз один за другим встраиваются Б решетку выделяющейся фазы. [c.142]

Перегрев чугуна значительно выше температуры плавления приводит к растворению этих взвешенных частиц, хотя, возможно, и неполному, что затрудняет непосредственное образование графита. Введение различных добавок к чугуну может привести к возникновению дополнительных центров кристаллизации графита, что способствует в ряде случаев образованию графита. [c.207]

Кроме рассмотренного ранее процесса образования графита непосредственно при кристаллизации, возможен и другой способ образования графита. Как уже неоднократно указывалось, цементит — неустойчивое соединение и при определенных условиях (определенной температуре) распадается с образованием аустенита и графита или феррита и графита. Для осуществления этого процесса требуется диффузия углерода к центрам кристаллизации графита и самодиффузия железа от мест, в которых графит выделяется. [c.207]

Следовательно, разная скорость перлитного превращения при разной степени переохлаждения определяется тем, что подобным образом зависят от степени переохлаждения скорость рост (с. к.) и число образующихся центров (ч. ц.) перлита (рис. 184). В точке и ниже 200°С оба параметра кристаллизации— ч. ц. и с. к. — равны нулю и имеют максимальное значение при переохлаждении, равном 150—200°С. [c.244]

Из сказанного следует, что как только созданы надлежащие условия, зарождаются центры кристаллизации и из них растут [c.244]

Хотя обязательным условием любого мартенситного превращения является переохлаждение исходной (аустенитной) фазы до температур, когда диффузионные перемещения можно считать подавленным, кинетика изотермического мартенситного превращения похожа на диффузионный распад, что свидетельствует (или является результатом) о том, что зарождение центров кристаллизации мартенсита есть термически активируемый процесс. [c.266]

Коэрцитивная сила 541 Красностойкость 420 Кристаллизация вторичная 126 первичная 126 скрытая теплота 45 центры 46 [c.644]

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]

Технические приемы, применяемые для образования центров кристаллизации и избежания переохлаждения, зависят от свойств конкретного металла, его склонности к переохлаждению. Свинец, кадмий, цинк, индий, серебро и золото имеют небольшое естественное переохлаждение, обычно меньшее I К. Для этих металлов можно получить вполне удовлетворительное затвердевание при стимулировании образования центров кристаллизации введением в образец переохлаждения с помощью следующей процедуры термометр на 30 с вынимается из гнезда, погруженного в слиток, охлаждается вне печи, а затем погружается обратно, как это показано на рис. 4.27. [c.176]

Для металлов, имеющих сильную склонность к переохлаждению до спонтанного образования центров затвердевания, таких, как галлий, олово, сурьма, описанного выше охлаждения гнезда термометра недостаточно. Получающееся при этом падение температуры стенки гнезда термометра не приводит к возбуждению кристаллизации, поскольку эти металлы могут оставаться в переохлажденном жидком состоянии в случае сурьмы примерно на 40 К ниже равновесной температуры затвердевания. Интенсивное охлаждение наружной стенки тигля потоком аргона или азота [21] позволяет преодолеть эти особенности металлов. В этом случае тигель, но не сколь-нибудь значительный участок печи, должен быть быстро охлажден на несколько десятков градусов. Этого достаточно для возникновения центров кристаллизации по всей внутренней стенке тигля. Выделяющейся теплоты перехода достаточно для повышения температуры образца и тигля до температуры затвердевания в течение нескольких минут. Достижение плато затвердевания образца происходит в результате быстрого роста дендритов, что всегда наблюдается при затвердевании из переохлажденного состояния. Затем рост дендритов прекращается и оставшийся металл затвердевает с гладкой поверхностью раздела фаз, медленно продвигающейся к гнезду термометра. Альтернативный метод [55] возбуждения центров кристаллизации таких металлов, как олово и сурьма, состоит в удалении тигля с образцом из печи при достижении в ней температуры затвердевания и помещении его в другую печь, имеющую температуру примерно на 90 °С ниже. Как только из-за выделяющегося при начале затвердевания тепла прекратится охлаждение тигля с образцом, он переносится в исходную печь, имеющую температуру лишь на несколько градусов ниже температуры затвердевания. Успех подобной процедуры ярко демонстрирует выделение энергии при переходе от жидкого состояния к твердому. [c.177]

Оба метода обеспечивают достаточное охлаждение тигля для образования центров кристаллизации без охлаждения всей печи много ниже температуры затвердевания. В противном случае тепла, выделяющегося при затвердевании, было бы недостаточно для подъема температуры устройства до точки перехода. Если естественное образование зародышей происходит спонтанно, плато затвердевания резко укорачивается, иногда до полного исчезновения. [c.177]

В реальных условиях процессы кристаллизации и характер образующейся структуры в значительной мере зависят от имеющихся центров кристаллизации. Такими центрами, как правило, являются частицы тугоплавких неметаллических включений, оксидов, интерметаллических соединений, образуемых примесями. К началу кристаллизации центры находятся в жидком металле в виде твердых включений. При кристаллизации атомы металла откладываются на активированной поверхности примеси, как на готовом зародыше. Такая кристаллизация называется несамопроизвольной, или гетерогенной. При несамопроизвольной кристаллизации роль зародышей могут играть и стенки формы. [c.72]

Содержание BaNbaOe в центре и на периферии кристалла составляет, по данным авторов работы [32], 66 и 69 мол.% соответственно. На наш взгляд, такая разница в составах может быть обусловлена только различием тепловых условий кристаллизации центра и периферии кристалла, так как диффузией в твердой фазе при охлаждении можно пренебречь. Основной причиной такого явления может служить вогнутая форма фронта кристаллизации вследствие неправильно подобранных градиентов температуры. Выращивание кристаллов большого диаметра также может сопровождаться перегревом расплава в центре вследствие малой теплопроводности кристалла и плохого отвода теплоты кристаллизации от границы раздела фаз. Избавляться от изменения состава по диаметру кристалла и вызываемой этим дополнительной тенденции к растрескиванию можно поддержанием в процессе роста плоского фронта кристаллизации. [c.209]

Направленность кристаллизации зависит от коэффициента формы шва. При его увеличении за счет уменьшения скорости подачи электродной проволоки (рис. 110, б) происходит отклонение роста кристаллов в сторону теплового центра сварочной ванны. Подобные швы имеют повышенную стойкость против кристаллизационных трещин. Медленное охлаждение швов при электрошлаковой сварке в интервале температур фазовых превращений способствует тому, что их структура характеризуется грубым ферритпо-нерлитным строением с утолщенной оторочкой феррита по границам кристаллов. [c.213]

Еще в 1878 г. Д. К. Чернов, изучая структуру литой стал1г, указал, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов. Первый ироцесс заключается в зарождении мельчайших частиц кристаллов, которые Чернов называл зачатками , а теперь пх называют зародышами, или центрами кристаллизации. Второй процесс состоит в росте кристаллов из этих центров. [c.46]

Структура литого слитка состоит из трех основных зон (рис. 33). Первая зона — наружная мелкозернистая корка 1, состоящая из дезориентированных мелких кристаллов — дендри-тов. При первом соприкосновении со стенками изложницы в тонком прилегающем слое жидкого металла возникает резкий градиент температур и явление переохлаждения, ведущее ik образованию большого количества центров кристаллизации. В результате корка получает мелкозернистое строение. [c.52]

Вторая зона слитка — зона столбчатых кристаллов 2. После образования самой 1к0рки условия теплоотвода меняются (из-за теплового сопротивления, из-за повышения температуры стенки изложницы и других причин), градиент температур в прилегающем слое жидкого металла резко уменьшается и, следо1ватель-но, уменьшается степень переохлаждения стали. В результате из небольшого числа центров кристаллизации начинают расти нормально ориентированные iK поверхности корки (т. е. в направлении отвода тепла) столбчатые кристаллы. [c.52]

Степень переохлаждения велика,., Поэтому образование центров кристаллизации возможно не только на границах, но и внутри зерен, при этом критический размер зародышей новой фазы будет малым, а число возникающих центров кристаллизации велико. Растущие кристаллики р-фазы не могут принять устойчивой сферической формы, так как такие сферические образования вызывали бы в упругой среде значительные внутренние напряжения. Поэтому кристаллики приспосаб-, иваются, приобретают пластинчатую форму. Действительно, кристаллики новой формы, выделяющиеся из сильно переохлажденных твердых растворов, имеют очень малые размеры. Толщина их составляет несколько атомных слоев, а протяженность — несколько десятков или сотен атомных слоев. Однако такой тонкий кристаллик самостоятельно существовать не может, он может существовать лишь приклеенным к крупному кристаллу (точнее внутри его). [c.142]

Неметаллические включения, оксиды и сульфиды в процессе деформации располагаются или в виде разорванных строчек (оксиды), или в виде продолговатых линз (сульфиды) (рис. 155), ориентированных вдоль направления прокатки. Эти включения служат центрами кристаллизации феррита, в результате образуется полосчатая феррито-перлитиая структура (рис. 154,в) [c.190]

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

Своеобразно влияют на кинетику распада такие сильные карбидообразователн, как ванадий, титан, ниобий и частично вольфрам. Так как эти элементы образуют труднорастворимые карбиды, то при обычных температурах закалки (800—900°С) они остаются связанными в карбиды и не переходят в аустенит. В результате этого прокаливаемость стали уменьшается, так как карбиды действуют как готовые центры кристаллизации перлита. При высокой температуре нагрева под закалку эти карбиды уже растворяются аустенит содержит эти элементы в растворе, что увеличивает прокаливаемость. [c.357]

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]

Улучшение свойств магниевых сплавов достигается применением чистои шихты, не содержащей вредных примесей (например, железа), введением модификаторов, образующих нерастворимые в жидком расплаве фазы, которые являются центрами кристаллизации при затвердевании и измельчающие зериа. [c.600]

Общая теория кристаллизации жидкостей допускает возможность такого сильного переохлаждения расплавов, при котором число центров и скорость роста кристаллов становятся равными нулю (см. рис. 29) и жидкость, загустевая, превращается в стекло, не претерпевая кристаллизации. Долгое время достичь такого состояния в металлах не удавалось, и многими высказывались сомнения относительно получения такого состояния. Однако затвердевание металлов и их сплавов подчиняется общим закономерностям теории кристаллизации, и это указывает на то, что в принципе такое состояние получить возможно и, что наконец, в последние годы удалось получить аморфные металлы. [c.640]

Центрами кристаллизации могут быть группы элементарных кристаллических решеток, неметаллические включения и тугоплавкие примеси. Кристаллизация сплава обычно начинается от стенок формы (изложницы). С наибольшей скоростью кристаллы растут в направлении, противоположном отводу теплоты, т, е, перпендику-лярио к стенке формы. [c.7]

Если при кристаллизации рост решеток не ограничивается, то получаются кристаллы неограииченпого размера древовидной формы — дендриты (рис. 1,2). Так как процесс кристаллизации происходит из многих центров кристаллизации, то ветви дендритов при росте могут ограничивать друг друга и искажаться. Кристаллы неправильной формы называются зернами, или кристаллитами. Комплекс зерен— это поликристаллическое тело (рис. 1.3). [c.7]

Примеси, растворенные в жидком металле, могут также измельчать зерно и изменять его форму. Примеси при затвердевании в виде тонкого слоя осаждаются на поверхности растущего кристалла и ограничивают его рост. Чем больню скорости охлаждения и заро-, ждения центров кристаллизации,тем больше скорость кристаллизации и тем мелкозерпистее структ ра сплава. При мелкозернистой структуре механические свойства сплава повышаются. [c.8]

Дендритная ликвация — неоднородность стали в пределах одного кристалла (дендрита) — центральной оси н ветвей. Например, при кристаллизации стали содержание серы на границах дендрича по сравнению с содержанием в центре увеличивается в 2 раза, фосфора — в 1,2 раза, а углерода уменьшается почти на половину. [c.44]

С). Это приводит к измельчению зерна сплава в отливке. При модифицировании введением углеродсодержащнх веществ (мела, мрамора, гексахлорэтана и др.) образуются карбиды алюминия, которые служат центрами кристаллизации при охлаждении сплава. [c.170]

Кристаллизация сварного шва начинается от границ оплавленного основного металла и протекает путем роста столбчатых кристаллитов к центру И1ва. При этом оси кристаллита, как правило, остаются перпендикулярными к поверхности движущейся сварочной ванны, в результате чего кристаллиты изгибаются и вытягиваются Б направленирг сварки (рис. 5.8). Вследствие дендритной ликвации примеси располагаются по границам кристаллитов, где они могут образовать легкоплавкие эвтектики и неметаллические включения. Это снижает механические свойства шва и в отдельных случаях люжет быть npii4HH0if образования горячих трещин. [c.190]

Затвердевание металлов происходит при падении свободной энергии твердой фазы ниже уровня энергии жидкого состояния. Температура, при которой это имеет место, есть температура затвердевания (или в случае сплава) температура ликвидуса. Затвердевание требует, однако, образования в жидкости центров кристаллизации, механизм возникновения и роста которых весьма сложен. При температурах, лежащих ниже температур затвердевания, но близких к ней, различие в свободных энергиях жидкой и твердой фаз малы, поэтому и силы, приводящие к переходу между ними, невелики. Когда появляется твердый зародыщ, свободная энергия падает в результате перехода в твердую фазу, однако поверхностные силы на границе между фазами приводят к росту свободной энергии. И только когда эффект от образования новой фазы превысит этот поверхностный эффект, маленькая твердая частица сможет расти. Когда это происходит, говорят, что зарождается затвердевание и твердая фаза быстро распространяется в жидкости с выделением скрытого тепла, которое увеличивает температуру до температуры затвердевания. Величина переохлаждения, возможного до образования центров затвердевания, зависит от тепловых свойств конкретного металла. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...