Кристаллизация скорость зарождения

Количество отдельных зерен в затвердевшем полностью металле, их форма и расположение зависят от следующих причин места зарождения центров кристаллизации скорости зарождения центров кристаллизации и роста зерен скорости убывания запаса тепла и направления, в котором происходит это убывание наличия в жидком металле твердых посторонних частиц. При достаточно медленном охлаждении центры кристаллизации возникают более или менее равномерно по всему объему расплавленного металла и зерна растут во все стороны. [c.18]

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]

Фазовые превращения начинаются с образования и роста центров кристаллизации новой фазы. Кинетика фазовых превращений определяется скоростью зарождения Пз и роста Цр центров кристаллизации. [c.101]

На первом этапе отпуска из мартенсита выделяются высокодисперсные частицы карбида. Центры кристаллизации растут до момента обеднения С и прекращения притока атомов соседнего элемента вследствие малой скорости диффузии из твердого раствора. Вокруг них образуются области твердого раствора с меньшей концентрацией С, находящегося в неустойчивом (коллоидном) равновесии с этими частицами. Поскольку, кроме исходного, возникает новый твердый раствор с меньшей концентрацией С, то распад мартенсита на этом этапе является двухфазным (гетерогенным). Длительность процесса обусловливается числом образующихся центров кристаллизации карбидной фазы, а скорость распада — скоростью зарождения карбидных частиц. [c.107]

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]

Основным физическим фактором, определяющим глубину прокаливаемости стали, является скорость распада аустенита в области температур 500—700° С. Скорость распада зависит от скорости зарождения (числа) центров кристаллизации (ЧЦ) и от скорости роста кристаллов (СК). Все факторы, которые уменьшают эти параметры кристаллизации, способствуют более глубокой прокаливаемости. [c.287]

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]

Рис. 1.5. Влияние скорости охлаждения на процессы кристаллизации а — кривые охлаждения чистого металла б — влияние степени переохлаждения AX на скорость зарождения (СЗ) и скорость роста (СР)

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]

Формирование структуры при затвердевании металла определяется двумя параметрами кристаллизации скоростью образования центров кристаллизации (ц. к.) и скоростью роста кристаллов в различных зонах слитка. Скорость образования ц. к. характеризуется числом способных расти за счет жидкой фазы кристалликов, появляющихся в единице объема расплава за единицу времени. При этом возможно спонтанное возникновение ц. к. и зарождение их на твердых частичках нерастворимых примесей. Скорость роста определяется скоростью продвижения грани растущего кристалла и зависит от механизма роста, кристаллографического направления, градиента температур и концентраций, что существенным образом отражается на конечной структуре слитка. [c.55]

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]

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]

Скоростью зарождения называют число центров (ч. ц.) кристаллизации, зарождающихся в единице объема металла в единицу времени. [c.69]

Зависимость парам етров кристаллизации — скорости зарождения центров (с. 3. ц.) и скорости роста (с. р.) от переохлаждения при превращении аустенита в перлит имеет вид, типичный для всех фазовых превращений [7] (рис. 9—10). [c.603]

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]

Гис. 3. Скорость зарождения Ь I на аморфном углироди при электролитической кристаллизации в зависимости от перенапряжения г лева л пряма л отвечает первому атому в заро- дыше, правая — второму [c.497]

Механические свойства аморфных металлов обладают повышенной стойкостью по отношению к нейтронному облучению. Приведены также отдельные данные по ускоряющему влиянию электронного облучения на кристаллизацию. Следует отметить, что в общем случае облучение электронами высокой энергии может влиять как на скорость образования зародышей при кристаллизации, так и на их рост. В случае широко известного сплава FeMNi oPuBe облучение электронами не оказывает заметного влияния на кинетику кристаллизации, которая, очевидно, лимитируется диффузней по границам раздела, но приводит к увеличению скорости зарождения, которая в свою очередь определяется объемной диффузией. [c.20]

Используя представление о лостоянной скорости зарождения кристаллов и лостоянной скорости их роста, можно схематически рассмотреть процесс кристаллизации. На рис. 12 на площади квадрата в первую секунду возникли пять зародышей. К концу второй секунды эти пять зародышей выросли, и появились еш,е пять новых зародышей. К концу четвертой секунды кристаллы начинают мешать взаимному росту. На седьмой секунде лроцесс кристаллизации в рассматриваемом случае заканчивается. Поли-кристалическое строение реального металла показаио на рис. 13. Сравните его со схемой на рис. 1,2. [c.21]

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]

Отметим, что принцип использования эпитаксиальных затравок для модифицирования слитка и выращивания совершенных монокристаллов и пленок различен. При использовании эпитаксиальных примесей для измельчения структуры слитка дефекты на поверхности вводимой в расплав затравки в виде стружки оказывают положительное влияние на увеличение скорости зарождения ц. к., в то время как дефекты на подложке отрицательно влияют на качество монокристаллов и пленок. Большие скорости охлаждения при кристаллизации слитка, модифицированного затравкой, способствуют измельчению структуры и уменьшают химическую неоднородность, а при выращивании монокристаллов и пленок вообще неприменимы. Однако закономерности процесса зароды-шеобразования на эпитаксиальных подложках (затравках) при кристаллизации пленок, монокристаллов и слитков в основном одинаковы. [c.132]

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]

Растворимые и нерастворимые примеси влияют на зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов. Малые добавки растворимой примеси оказывают сушественное влияние на скорость зарождения ценгров кристаллизации, а также на форму и физические свойства образующихся кристаллов. Нерастворимые примеси служат центрами кристаллизации. Для предотвращения плотных солевых отложений в системах водоснабжения можно использовать также нерастворимые примеси в виде тонкодисперсных порошков, так называемых зернистых присадок [189]. Затравки служаг для снижения интенсивности отложений солей на поверхности теплопередачи за счет кристаллизации накипеобразователей на их частицах. Чтобы указанный способ был эффективен, необходима идентичность кристаллических структур присадки и образующихся в системе кристаллов. В случае несоответствия кристаллографического состава затравки образующимся отложениям применяется рециркуляция затравки с целью ее активации. При этом частицы затравки покрываются образующимися кристал-лa и. Описанный метод в настоящее время успешно применяется для предотвращения отложений в котлах. [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...