Переохлаждение

При переохлаждении аустенита ниже Аг- длительность инкубационного периода будет зависеть от температуры переохлаждения. При некоторой температуре Г,, наблюдается наименьшая устойчивость аустенита, и через время /тш при выдержке при этой температуре полностью заканчиваются все превращения. При всех других температурах переохлаждения время инкубационного периода больше, поэтому температуру Т. называют температурой наименьшей устойчивости аустенита. При использовании кривых изотермического распада аустенита для оценки закаливаемости стали в условиях непрерывного охлаждения при сварке необходимо в эти кривые внести некоторые поправки. [c.231]

Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением. [c.45]

Величиной или степенью переохлаждения называю разность между теоретической и фактической температурами кристаллизации. [c.45]

Если, например, теоретическая температура кристаллизации сурьмы равна 631°С, а до начала процесса кристаллизации жидкая сурьма была переохлаждена до 590°С и при этой температуре закристаллизовалась, то степень переохлаждения п определяется разностью 631—590 = 41°j . [c.45]

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

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]

Реально протекающий интерес кристаллизации усложняется действием различных факторов, в столь сильной степени влияющих на процесс, что роль степени переохлаждения может стать в количественном отношении второстепенной. [c.50]

Превращение одной аллотропической формы в другую при пагреве чистого металла сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре. На термической кривой (в координатах температура — время) превращение отмечается горизонтальным участком (рис. 37). При охлаждении происходит выделение тепла (выделение скрытой теплоты превращения) теоретически при такой же температуре, что и при нагреве, но практически при несколько более низкой вследствие переохлаждения. [c.55]

Перегрев или переохлаждение системы тем больше, чем больше скорость нагрева или скорость охлаждения, причем склонность к переохлаждению больше, чем к перегреву. [c.137]

Выяснив, как теоретически происходит кристаллизация, или, точнее, какие образуются фазы в условиях равновесия (в условиях изменения температур с бесконечно малой скоростью), можно рассмотреть случай, когда превращения происходят в неравновесных условиях. Прежде всего следует отметить, что если скорость изменения температур невелика, т. е. если превращения проходят в условиях малых переохлаждений (пере-нагрев же обычно бывает невелик), то в этих случаях можнО [c.137]

В условиях же быстрых изменений температур изменяется не только температура превращения, но и условия превращения, так как не успевают (для переохлажденных систем) произойти диффузионные процессы, необходимые для осуществления превращений по типу равновесных. Для этих случаев равновесия диаграмма уже недействительна, хотя она и может оказаться необходимой в качестве отправного пункта при исследовании и для понимания тех или иных структурных особенностей, появляющихся при неравновесной кристаллизации. [c.138]

Итак, равновесная кристаллизация происходит без переохлаждения, причем состав кристаллов (и ранее выпавших, и образующихся при данной температуре) одинаков. Это значит, что одновременно с процессом выделения кристаллов протекают диффузионные процессы выравнивания состава жидкой фазы и насыщения ранее выпавших кристаллов до концентраций,, определяемых соответствующими точками на линиях ликвидус и солидус. [c.140]

Рис. 110. Кристаллизация и твердого раствора условиях переохлаждения

Рассмотрим механизм зарождения вторичных кристаллов для двух крайних случаев 1) кристаллизация в условиях, близких к равновесным, и 2) твердый раствор переохлаждения без распада и затем при нагреве до относительно низких температур начинается его распад., [c.142]

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]

Во втором случае при распаде сильно переохлажденного твердого раствора дело обстоит иначе. [c.142]

Между этими двумя крайними случаями — превращение практически без переохлаждения и превращение при низкой температуре полностью переохлажденного твердого раствора — может существовать бесконечное число промежуточных случаев. Кроме того, следует отметить, что не во всех случаях и системах наблюдается описанный случай перехода, хотя он и является наиболее типичным. [c.144]

Образование графита из жидкости или аустенита происходит при охлаждении в узком интервале температур между линиями стабильной и метастабильной диаграмм, т. е. в условиях малых переохлаждений или, следовательно, при малых скоростях охлаждения. Отсюда мы заключаем, что образование структур серого чугуна непосредственно из жидкости или аусте- [c.206]

В данной главе рассмотрена теория термической обработки стали на основе общей теории фазовых превращений переохлажденных систем, кратко описанных в гл. V п. 10. Перед изучением данной главы рекомендуем повторить материал в гл. V п. 10. [c.235]

Превращение может начаться лишь при некотором переохлаждении, когда свободная энергия феррито-карбидной смеси (перлита) окажется меньшей, чем свободная энергия аустенита (см. рис. 176). [c.243]

Чем ниже температура превращения, тем больше переохлаждение, тем больше разность свободных энергий, тем быстрее происходит превращение. [c.243]

В случае перлитного превращения образуются фазы, резко отличающиеся по составу от исходной феррит, почти не содержащий углерода, и цементит, содержащий 6,67%, С. Поэтому превращение аустенит->перлит сопровождается диффузией, перераспределением углерода. Скорость диффузии резко уменьшается с понижением температуры, следовательно, с этой точки зрения увеличение переохлаждения должно замедлять превращения. [c.243]

Итак, мы приходим к важному выводу, что при увеличении переохлаждения (снижения температуры превращения) вступают в борьбу два фактора, прямо противоположно влияющие на скорость превращения. [c.243]

Снижение температуры (увеличение переохлаждения), с одной стороны, увеличивает разность свободных энергий аусте- [c.243]

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]

На рис. 186 показана серия кинетических кривых, подобных приведенной на рис. 185, но относящихся к разным температурам (разным степеням переохлаждения). [c.245]

При достижении температуры кристаллизации на кривой температура — время появляется горизонтальная площадка, Taif как отвод тепла компенсируется выделяющейся при кристаллизации скрытой теплотой кристаллизации. По окончании кристаллизации, т. е. после полного перехода в твердое состояние, температура снова начинает снижаться, и твердое кристаллическое вещество охлаждается. Теоретически процесс кристаллизации изображается кривой /. Кривая 2 показывает реальный процесс кристаллизации. Жидкость непрерывно охлаждается до температуры переохлаждения Та, лежащей ниже теоретической температуры кристаллизации Ts. При охлаждении ниже температуры Ts создаются энергетические условия, необходимые для протекания процесса кристаллизации. [c.45]

Исследуя кристаллизацию прозрачных органических веществ при разных температурах, Г. Тамман установил, что ч. ц. и с. к. определяются степенью переохлаждения. Графически изменения величин ч. ц. и с. к. в зависимости от переохлажденпк представлены на рис. 29. Зависимость ч. ц. и с. к. от переохлаждения выражается кривой с максимумом. При теоретическо11 температуре кристаллизации (п = 0) значения с. к. и ч. ц. равны нулю и процесс кристаллизации идти не может, что находится в полном соответствии с изложенным выше положением о необходимости переохлаждения для протекания процесса. С увеличением переохлаждения значения с. к. и ч. ц. возрастают, достигают максимума и затем понижаются при больших величинах переохлаждения практически падают до нуля. [c.48]

Увеличение с. к. и ч. ц. при малых степенях переохлаждения обусловлено тем, что вблизи равновесной точки (Ts) подвижность жидкости велика и ускорение кристаллизации с увеличением степени переохлаждения вызывается увеличением разности свободных энергий жидкого и кристаллического состояни 1. Снижение с. к. и ч. ц. при больших степенях переохлаждения вызвано тем, что при больших переохлаждениях и, следовательно, при низких температурах подвижность атомов уменьшена, а тем самым уменьшена и способность системы к превращению. При больших степенях переохлаждения с. к. и ч. ц. становятся равными нулю, та К как подвижность атомов уже недостаточна для того, чтобы осуществилась перестройка их из хаотического расположения в жидкости в правильное в кристалле. [c.48]

Размер образовавшихся кристаллов зависит от соотношения величин с. к, и ч. ц. при температуре кристаллизации, при данной степени переохлаждения. При большом значении с. к. и малом значении ч. ц. (например, при малых степенях переохлаждения, рис. 29), образуются немногочисленные крупные кристаллы при малых значениях с. к. и больших ч. ц. (большое переохлаждение) образуется большое число мелких кристаллов. Наконец, в соответствии с кривыми Таммана, есл 1 удается очень сильно переохладить жидкость без кристаллизации, то с. к. и ч. ц. становятся равными нулю, жидкость сохраняется непревращенной, незакристаллизовавшейся. Однако жидкие металлы мало склонны к переохлаждению и такого состояния достичь не могут. Соли, силикаты, органические веще- [c.48]

Было показано, что не только, в жидких расплавах, но и при превращении в твердом состоянии новая форма образуется путем зарождения и роста кристаллов скорость этих процессов зависит от переохлаждения. В отличие от кристаллизации из жидкости процесс превращения в твердом состоянии (перекристаллизация) обычно протекает при сильном переохлаждении, и таммановская зависимость с. к. и ч. ц. для этого случая даже более приемлема, чем для случая первичной кристаллизации. [c.49]

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]

Диаграмма состояния показывает устойчивые состояния, т. е. состояния, которые при данных условиях обладают минимумом свободной энергии. Поэтому диаграмма состояния может также называться диаграммой равновесия, так как она показывает, какие при данных условиях существуют равновесные фазы. В соответствии с этим и изменения в состоянии, которые отражены на диаграмме, относятся к равновесным усло Виям, т. е. при отсутствии перенагрева или переохлаждения. Однако, как мы видели раньше, равновесные превращения, т. е. превращения в отсутствие переохлаждения или перенагрева, в действительности не могут совершаться (см. гл И), поэтому диаграмма состояния представляет собой теоретический случай, а в практике используется для рассмотрения превращений при малых скоростях нагрева или охлаждения. [c.109]

Таким образом, описываемые диаграммой состояния превращения представляют собой некоторую абстракцию, поскольку необходимость переохлаждения (перегрева) для протекаииж превращения в ней не учитывается. Но эта абстракция необходима для изучения реальных условий кристаллизации. [c.137]

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж- [c.140]

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]

Закалка — нагрев выше критической точки Ас с последующим быстрым охлаждением. При медленном охлаждении аус-тенит распадается на феррит+цементит при Аг. С увеличением скорости охлаждения превращение происходит при более низких температурах. Феррито-цементитная смесь по мере снижения Аг1 становится все более мелкодисперсной и твердой. Если же скорость охлаждения была так велика и переохлаждение было так значительно, что выделение цементита и феррита не произошло, то и распада твердого раствора не происходит, а аустеннт (у-тведрый раствор) превращается в мартенсит (шересыщенный твердый раствор углерода в а-железс). Неполная закалка — термическая операция, при которой нагрев проводят до температуры, лежащей выше Ас, но ниже Ас и в структуре стали сохраняется доэвтектоидный феррит (заэвтек-тоидный цементит). [c.231]

Термо-механическая обработка стали — нагрев до аустенитного состояния, деформация стали в аустеннт-ном состоянии (в стабильном состоянии — выше Ас или в нестабильном переохлажденном состоянии) и окончательное охлаждение с протекающим при этом превращением наклепанного аустенита. [c.232]

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

Аустенит переохлажден ниже Л, и, следовательно, Fa Fx, а диффузия углерода не равна нулю. [c.244]

Ско1юсть превращения зависит от степени переохлаждения. При малых н значительных переохлаждениях превращение происходит медленно, так как малы значения с. к. и ч. ц. (см. рис. 184) в первом случае — из-за малой разности свободных энергий, во втором — из-за малой диффузионной способности атомов. При максимальной скорости преврапхения кинетические кривые идут круто вверх и превращение закапчивается за малый отрезок времени. [c.245]

Металловедение (1978) -- [ c.45 ]

Диаграммы равновесия металлических систем (1956) -- [ c.36 , c.120 , c.124 , c.153 ]

Сварка и резка металлов (2003) -- [ c.25 ]

Металловедение и термическая обработка Издание 6 (1965) -- [ c.43 ]

Физическое металловедение Вып II (1968) -- [ c.0 ]

Физико-химическая кристаллография (1972) -- [ c.289 ]

Основные термины в области температурных измерений (1992) -- [ c.0 ]

Металловедение и технология металлов (1988) -- [ c.64 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.94 , c.369 ]

Металловедение и термическая обработка (1956) -- [ c.381 ]

Металловедение Издание 4 1963 (1963) -- [ c.26 ]

Металловедение Издание 4 1966 (1966) -- [ c.30 ]

Лекции по термодинамике Изд.2 (2001) -- [ c.93 ]

Основы материаловедения и технологии полупроводников (2002) -- [ c.171 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...