Зарождение кристаллов скорость

Если подобное избирательное замедление рекристаллизаций в определенном (ограниченном) интервале концентраций- примесей существует и у алюминия, то ранее описанные эффекты в переходной области можно объяснить следующим образом. Сильное снижение примесями скорости роста всех кристаллов, за исключением особым образом ориентированных, приводит к наблюдаемому уменьшению скорости зарождения кристаллов произвольной ориентации и к развитию кристаллов преимущественных ориентаций, на рост которых примеси почти не оказывают влияния. [c.459]

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]

Г. Тамман установил определенную связь между скоростью зарождения и скоростью роста кристаллов в зависимости от переохлаждения металла. [c.69]

Используя представление о постоянной скорости зарождения кристаллов и постоянной 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 еще [c.21]

Поскольку скорость роста кристаллов мартенсита независимо от температуры громадная, то наблюдаемое с понижением температуры сначала увеличение, а затем уменьшение скорости изотермического превращения (рис. 138 и 139) обусловлено только температурной зависимостью скорости зарождения кристаллов мартенсита. [c.241]

Начало охлаждения керамических изделий является ответственным периодом обжига. Скорость охлаждения изделий в начальный период определяется тремя факторами а) скоростью зарождения кристаллов [c.326]

Было показано, что не только в жидких расплавах, но и при превращении в твердом состоянии новая фаза образуется путем зарождения и роста кристаллов скорость этих процессов зависит от переохлаждения. [c.34]

Одновременно с появлением зародышей начинается их рост — подстройка атомов с образованием соответствующей кристаллической решетки. Естественно, что и процесс роста кристалла в расплаве (переход из кидкого состояния в твердое) связан с отклонением от равновесной температуры (степенью переохлаждения). И скорость зарождения кристаллов Уз и скорость их роста Ур повышаются с увеличением степени переохлаждения (рис. 3.5). Однако повышение скорости образования зародышей при переохлаждении идет быстрее, чем повышение скорости их роста. Чем больше переохлаждение, тем больше разница скоростей этих процессов. Поэтому при малых степенях переохлаждения (малых скоростях охлаждения) закристаллизовавшийся металл оказывается более крупнозернистым, чем при больших степенях пере- [c.31]

Наиболее существенное влияние на характер а -фазы и на механические свойства сплавов оказывают температура превращения и скорость охлаждения. Когда превращение развивается при высоких температурах, т. е. в области малых скоростей охлаждения до ступенчатого понижения температуры начала превращения, образуются более длинные и широкие пластинки а -фазы, что обусловлено значительным размером исходного зерна р-фазы и огрублением ее тонкой структуры. При больших степенях переохлаждения начиная с некоторых критических скоростей охлаждения, благодаря резкому увеличению скорости зарождения кристаллов, а -фаза приобретает характерную мелкоигольчатую структуру с более высокой плотностью дефектов кристаллической решетки. Эта структура отличается более высокой твердостью и прочностью и пониженной пластичностью. Закалочные явления этого типа проявляются при охлаждении со скоростями, выше которых происходит смещение интервала превращения в область более низких температур. [c.31]

Эксперименты показали, что в ультразвуковом поле, в зависимости от условий кристаллизации вещества, может происходить диспергирование растущих кристаллов и увеличение скорости зарождения центров кристаллизации. При положительном температурном градиенте в расплаве (при росте кристаллов в перегретый расплав) действие ультразвука в основном проявляется в диспергировании растущих кристаллов, увеличения скорости зарождения центров в этом случае не происходит. При введении ультразвука в переохлажденный расплав наблюдается увеличение скорости зарождения центров кристаллизации, причем возможно и диспергирование растущих кристаллов. Чтобы оценить вклады, вносимые диспергированием и зарождением кристаллов в эффект измельчения структуры, были проведены эксперименты по ультразвуковой обработке органических веществ и металлов, кристаллизующихся при отрицательном температурном градиенте в расплаве. Расплав в пробирке (см. рис. 12) переохлаждался до определенной температуры, превышающей порог [c.455]

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

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]

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]

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]

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при дуговой и газовой сварке подчиняется общим законам кристаллизации металлов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов. Специфика кристаллизации металла сварного шва заключается в большой скорости процесса. Скорость охлаждения сварного шва исчисляется обычно десятками и сотнями градусов в секунду. Специфика заключается еще и в том, что кристаллизация протекает на готовых центрах кристаллизации, которыми служат оплавленные кристаллиты основного металла, ограничивающие ванну жидкого металла. [c.168]

Изложенное выше справедливо и для случаев литья технических металлов и сплавов, т. е. металлов и сплавов, содержащих естественные примеси-катализаторы кристаллизации. В зависимости от количества таких примесей в отливках будет возникать зона столбчатых кристаллов различной протяженности. Если количество естественных примесей будет достаточным для зарождения Л/ о кристаллов в единице объема пристеночного слоя расплава, затвердевающего со скоростью и [формула (34)], то в отливках столбчатые кристаллы не возникнут. [c.176]

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]

М. п. развивается путём образования и роста областей более стабильной фазы в исходной метастабильной. Необходимым условием М. п. является сохранение упорядоченного контакта между сосуществующими фазами. Упорядоченное строение межфазных границ при малости барьера для однородного фазового перехода обеспечивает их малую энергию и высокую подвижность (см. Межзёренине границы), В соответствии с малой величиной межфазной поверхностной энергии избыточная энергия, необходимая для зарождения кристаллов новой фазы, мала и при нек-ром отклонении от равновесия фаз становится сопоставимой с энергией дефектов, присутствующих в исходной фазе. Поэтому зарождение мартенситной фазы происходит с большой скоростью и может не требовать тепловых флуктуаций (нетермич. М. п.). [c.49]

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]

Особый интерес в связи с необычайно большим изменением объема при превращении представляет превращение тетрагональной модификации олова (белого олова) в кубическую (серое олово). Огромное изменение объема приводит к очень большой величине упругой энергии (составляющей при 0° С около 5 ккал г-атом, т. е. примерно в 10 раз больше изменения свободной энергии при превращении), что в соответствии с уравнением (1) практически делает невозможным гомогенное зарождение. Благодаря этим обстоятельствам можно получить прямое подтверждение роли образования зародышей в процессе превращения. Таким подтверждением служит инициирование превращения в результате натирания поверхности белого олова маленькими частицами серого олова. Эта прививка эквивалентна процессу внесения затравки для предотвращения переохлаждения при затвердевании или для облегчения кристаллизации из жидкого раствора. Ряд исследователей указывал, что спонтанно зародыши серого олова никогда не образуются даже в несовершенных кристаллах. Скорость превращения сильно зависит от формы образца и от его термической истории. Для образцов, не претерпевавших превращения, характерен длительный инкубационный период, после же нескольких циклов превращения небольшое число зародышей существует в каждой частице уже к началу превращения. Эти зародыши связаны, вероятно, с неиревратившимися участками серого олова, и в этом случае кинетика превращения при охлаждении может быть описана уравнением (39) с п = д. [c.285]

Зародыши- иризраки 272 Зарождение кристаллов 227 скорость 157 атермическое 228 Зарождение (образование зародышей) на [c.477]

Г. Тамман установил зависимость скорости зарождения и скорости роста кристаллов от переохлаждения металла. Скоростью зарождения называют число центров (ч. ц.) кристаллизации, зарождающихся в единице объема металла в единицу времени мм -сек слГ -мин и др.). Скоростью роста (с. р.) называют скорость увеличения линейных размеров растущей грани кристалла в единицу времени (мм1сек с.м/мин и т. д.). [c.64]

ТЕМПЕРАТУРА ПЕРВИЧНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ — температура, при которой происходит переход металла из жидкого состояния в твердое. При быстром отводе тепла некоторые металлы переохл аж-даются (металл находится некоторое время в жидком состоянии при температуре ниже Т. п. к.). Разность между теоретической и фактической температурами кристаллизации называют степенью переохлаждеиия. Для кристаллов, выделившихся из жидкой фазы, существует зависимость скорости зарождения и скорости роста кристаллов от гтрнени нрреохлажлрния. [c.158]

К самопроизвольному зарождению кристаллов новой фазы. Поэтому можно предположить, что чем выше чувствительность метода исследования, тем ближе должна быть к температуре, соответствующей максимуму не средней объемной скорости нревращения, а максимуму объемной скорости на начальном этапе превращения. [c.26]

Объемная скорость мартенситных превращений обычно на несколько порядков превышает скорость диффузионных превращений. Зависимость объемной скорости мартенситных превращений от температуры принципиально также должна иметь вид кривой с максимумом 163]. С понижением температуры скорость превращения сначала возрастает за счет увеличения разности свободных энергий фаз AFy, а затем начинает уменьшаться, поскольку мартенситное превращение в сплавах железа является сдвиговым, а с понижением температуры вероятность образования сдвигов падает по экспоненциальному закону. Как указывает М. Е. Блантер [5], такое объяснение верно для сплавов железа, так как для них объемная скорость превращения определяется скоростью зарождения мартенситных кристаллов. Скорость же их роста определяется скоростью пластического сдвига, присущей скольжению при пластической деформации, и не зависит от температуры. В сплавах некоторых других металлов, например в оловянистой и алюминиевых бронзах, сплавах U—Сг, In—Те и Ап— d, рост мартенситных кристаллов происходит со значительно меньшей и вполне измеримой скоростью, которая изменяется во времени и зависит от температуры в соответствии с общей теорией фазовых превращений. [c.31]

Измельчение субзерен — фрагментов и расположенных внутри них блоков сопровождается существенным увеличением углов разориентировки и нарушением когерентности решетки у поверхностей раздела. Одновременно с увеличением степени деформации аустенита интенсифицируется блокировка примесными атомами и вакансиями всех этих поверхностей раздела, а также скоплений дислокаций внутри блоков. В подобных условиях даже границы блоков не только не должны являться дополнительными местами образования мартенситных кристаллов, но и могут служить препятствиями при росте зародышей (возникающих внутри блоков) по крайней мере на стадии достижения ими критических размеров. Что же касается отдельных дислокаций и их скоплений внутри блоков, то их роль в качестве готовых зародышевых центров мартенситных кристаллов определяется степенью развития процесса термической стабилизации аустенита. Повышение температуры деформации (до известного предела, определяемого устойчивостью облаков Коттрелла) и снижение последующей скорости охлаждения способствуют блокированию дислокаций за счет диффузии примесных атомов и уменьшают вероятность образования мартенситных кристаллов в этих местах. Для зарождения кристаллов становятся необходимыми сдвиги в других свободных от закрепленных дислокаций участках объемов блоков. [c.167]

Процесс зарождения кристаллов новой фазы в результате кристаллохимической перестройки исходной окисной фазы по мере пересыщения ее ионами металлов требует преодоления определенного энергетического барьера, что проявляется в замедленном развитии процесса в его начальном периоде. Образование достаточного количества металлической фазы действует автокаталитически и процесс ускоряется.. Когда внешняя диффузия газов, адсорбция восстановителя, десорбция газовых продуктов проходят с достаточной скоростью, что имеет место при повышенных температурах, диффузия ионов через слои твердых продуктов реакции и внутри кристаллов окисных фаз может лимитировать суммарную скорость всего процесса. [c.63]

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

В сплавах системы FeB но мере увеличения скорости охлаждения происходит переход от кооперативного роста к гомогенному зарождению и раздельному росту фаз, образующих эвтектику [13]. При охлаждении со скоростью более 10 °С/с эвтектика состоит из кристаллов a-Fe и моноборида FeB, который заменяет в структуре равновесную фазу РегВ. Наблюдаемое изменение в строении эвтектики связывают с особенностями ближнего порядка в жидком расплаве. [c.67]

Рассматривая зарождение и движение дислокаций как единый процесс [48], приходим к выводу, что дислокации образуются на пути свободного пробега. В объеме кристалла V, связанном с длиной свободного пробега, в единицу времени возникнут дислокации в количестве VdNldt. За то же время из этого объема через поверхность S, нормальную к пути свободного пробега, продвинется NUS дислокаций (где U — скорость движения дислокаций). В стационарном режиме условие непрерывности дает dNIdt = NUIa, где длина свободного пробега а = V/S. Величину и/а == U можно считать приведенной скоростью, поскольку [c.120]

Области метастабильностн в" и в показаны на рис. 85. Видно, что для сплавов, содержащих> 1 % Си, старение может происходить через всю последовательность превращений как при естественном старении при комнатной температуре, так и при искусственном при температуре в интервале 160—200 °С. Это возможно, если бы сплав имел структуру идеального кристалла без дислокаций и границ зерен. Однако выделения из реального пересыщенного раствора не могут быть даже качественно поняты, основываясь только на знаниях стабильных и метастабильных фазовых диаграмм. Знания роли дефектов решетки как мест зарождения являются необходимыми для понимания вида и распределения выделений в зависимости от температуры раствора, скорости закалки, пластической деформации, температуры старения и так далее. Дефектами решетки, которые влияют на зарождение и рост выделений, являются вакансии, дислокации, границы зерен и другие несовершенства структуры. [c.236]

Первая группа методов основана на использовании химических транспортных реакций и характеризуется тем, что кристаллизация осаждаемого металла в этом случае осуществляется из паров его галоидных соединений (иодидов или хлоридов). Для получения монокристаллов молибдена используются преимущественно, хлориды (см. главу V). В общем дислокационный механизм роста кристаллов из газовой фазы сводится к спиральному присоединению атомов на ступеньке, образованной винтовой дислокацией [21, 77, 125], и в зависимости от режима осаждения позволяет получить поли- и монокристалли-ческие осадки. Скорости химических процессов осаждения металлов в молекулярном, кинетическом или диффузионном режимах очень велики и не зависят от механизма массообмена. Характер кристаллизации и скорость роста кристаллов осаждаемого металла в основном определяется относительным пере-насыш,ением газовой фазы. Осадки в виде высокочистых монокристаллов растут при малых степенях пересыщения газовой фазы, в то время как средние степени пересыщения обеспечивают рост массивных поликристаллов. При высоких степенях пересыщения образуются порошки посредством гомогенного зарождения в газовой фазе. [c.81]

Развитие пластич. деформации, связанное с перемещением Д., существенно определяется скоростью их движения (подвижностью) и интенсивностью образования (зарождения) подвижных Д. Подвижность Д. в предельно чистых и совершенных кристаллах зависит от характера сил межатомных связей, от взаимодействия с фононами и электронами проводимости (в металлах). Подвижность Д. в неидеальных кристаллах уменьшается за счёт их взаимодействия друг с другом и с др. дефектами, к-рое приводит к торможению или застопо-рению движущихся Д. и вызывает упрочнение кристалла при деформировании. Но оно же приводит к возникновению новых Д., без чего невозможно обеспечить значит. пластич. деформацию. Если бы новы Д. не рождались в кристалле, то пластич. деформация прекратилась бы после выхода па поверхность тола всех подвижных Д. При повышении внеш. напряжений интенсивность размножения Д. увеличивается, и ср. расстояния между Д. сокращаются. Возникает дислокационная структура, к рая либо полностью препятствует движению Д. тогда дальнейший рост нагрузки приводит к разрушению кристалла путём зарождения и распространения микротрещин), либо придаёт движению Д. кооперативный характер, обеспечивающий очень большие пластич. деформации (кристалл может перейти в состояние сверхпластичности). [c.638]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...