Обогащенный (примесью) слой

На форму роста кристаллов затвердевающего сплава величина переохлаждения оказывает решающее влияние. Гладкий фронт кристаллизации устойчив при малом термическом переохлаждении расплава перед фронтом кристаллизации. С развитием зоны концентрационного переохлаждения гладкая форма фронта кристаллизации становится неустойчивой, появляются выступы, вершины которых продвигаются через обогащенный примесью слой расплава. Возникает дополнительный диффузионный поток (параллельный фронту), что снижает концентрацию примеси в этих местах и тем самым повышает температуру кристаллизации на вершинах выступов. Все ЭЮ обеспечивает устойчивость системы выступов, образуется ячеистая структура. [c.100]

Если /fo < 1) твердая фаза будет чище расплава, из которого она образуется, т. е. на границе расплав — кристалл происходит отталкивание примеси в расплав. Вследствие ограниченности скорости диффузии примеси в расплаве перед продвигающейся поверхностью раздела в расплаве возникает слой с повышенной концентрацией примеси. Однако наличие перемешивания в объеме расплава препятствует развитию этого процесса, и обогащенный примесью слой простирается в расплав лишь на некоторое расстояние 6с от поверхности раздела. Если бс и скорость кристаллизации F остаются постоянными, тогда через некоторое время после начала кристаллизации коэффициент распределения становится равным к вследствие накопления примеси перед границей, причем концентрация примеси в расплаве, непосредственно примыкающем к поверхности раздела, окажется равной 67j = (к/ко) С . Если к остается постоянным на протяжении всего процесса кристаллизации, распределение примеси в образующемся слитке Сх в зависимости от доли закристаллизовавшегося расплава g описывается выражением [c.168]

Обезуглероживание 417, 419 Обогащенный (примесью) слой см. [c.479]

Когда перемешивания нет, перед растущим кристалликом образуется обогащенный примесью слой жидкости, а концентрация примеси в твердой фазе по мере кристаллизации быстро возрастает до своего исходного значения в жидкой фазе. При перемешивании и микропотоках, вызываемых ультразвуком, примесь полностью отводится в оставшуюся жидкость, так что концентрация примеси вблизи фронта кристаллика увеличивается очень незначительно. Но в процессе кристаллизации концентрация примеси в твердой фазе постепенно увеличивается с ростом концентрации примеси в оставшейся жидкости. Когда объем жидкости уменьшается, содержание примеси в твердой фазе быстро растет до очень больших значений. Это может повлечь за собой изменение характера распределения фаз. [c.461]

На рис. 12.23 приведен участок диаграммы состояния сплава, содержащего примесь С, образующую непрерывный ряд твердых растворов. В начальный момент затвердевания при температуре Го (на диаграмме точка Ао) образующаяся твердая фаза имеет состав, соответствующий точке Во на линии солидуса, т. е. содержит Ств примеси, входящей в твердый раствор. Поскольку это количество меньше, чем среднее, находящееся в расплаве исходного состава, он обогащается компонентом С до содержания i. Температура кристаллизации расплава этой концентрации будет ниже и соответствует Г), а образующаяся из него твердая фаза, состав которой определяется соответствующей точкой Bi на кривой солидуса, будет содержать Ga, примеси и т. д. Таким образом, вследствие того, что образующаяся твердая фаза всегда будет иметь меньшее количество примеси, чем ее средняя концентрация в расплаве, на поверхности раздела жидкой и твердой фаз будет находиться слой жидкости, обогащенной примесью, — участок концентрационного уплотнения. [c.456]

Вершины боковых ветвей дендритов почти смыкаются, заключая между собой места, обогаш,енные примесями. При остывании порций расплава 1, 2, 3, заключенных между дендритами, происходит усадка и в образовавшиеся объемы дополнительно втягивают пограничные слои жидкости, обогащенные примесями. Такой механизм образования ликвационных зон может вызвать явление обратной ликвации, т. е. повышение концентрации примеси в первых кристаллизующихся слоях даже по сравнению со средним ее содержанием. [c.466]

Толщина слоя перед фронтом кристаллизации, обогащенного примесью, лежит в пределах 10 —10 см и зависит от скорости диффузии в расплаве и от скорости роста твердой фазы. Этот слой создает перед фронтом кристаллизации зону так называемого концентрационного переохлаждения, связанного с возникновением в расплаве перед фронтом кристаллизации градиента концентрации второго компонента. Существование и величина этой зоны зависят от толщины обогащенного слоя и от градиента температуры в расплаве. Концентрационное переохлаждение может исчезнуть, если градиент температуры в расплаве будет равен (или больше) градиенту температуры ликвидуса у фронта кристаллизации. [c.100]

Травление методом избирательного испарения фаз в вакууме. Вакуумная металлография предусматривает нагрев стали в вакууме до высоких температур, когда заметно проявляется различная скорость испарения вещества внутри зерна и в пограничном слое. Обычно в граничных зонах, обогащенных примесями, испарение происходит ускоренно, и поэтому они оказываются четко выявленными, без какого-либо предварительного травления. Созданная в настоящее время аппаратура позволяет осуществить изучение структуры, основанное не только на разной скорости испарения в вакууме, но и на травлении различными газами, которые подаются в камеру, в которой происходит нагрев. [c.83]

Недостатками кипящих сталей являются их большая склонность к старению и неоднородность химического состава, структуры, механических и технологических свойств листов, прокатанных из различных частей слитка. Наблюдается неоднородность также между боковыми и средними частями листа и между поверхностными и внутренними слоями листа. В кипящих сталях возможны превышения верхних пределов допустимого содержания С, Р и 5 в листе, что зачастую бывает, если на металлургическом заводе недостаточно обрезали головную часть слитка, наиболее обогащенную примесями. Для специальных условий глубокой вытяжки можно применять лишь листы, прокатанные из самой высококачественной части слитка кипящей стали. Из-за этого недостатка кипящие стали для глубокой вытяжки бывают непригодны для автоматического непрерывного способа штамповки из полосы и для изготовления штамповок специальной формы и повышенной точности. Листы из кипящей стали и полученные из них штамповки имеют поверхность лучшего качества, чем листы из полуспокойных и спокойных сталей. [c.197]

Вследствие меньшей растворимости примесей в твердой фазе слой жидкой фазы, примыкающий к грани растущего кристалла, обогащается примесями. Если жидкий металл неподвижен, то перемещения примесей из двухфазной области кристаллизации вглубь жидкой части слитка не происходит и мическая неоднородность развивается только в масштабе дендритов (дендритная ликвация). Если жидкая фа-за по той или иной причине перемешается в процессе кристаллизации, то объемы, обогащенные примесями, наблюдаются ч различных местах слитка — развивается зональная ликвация. Причинами, вызывающими перемещения жидкого металла, могут быть [c.495]

В реальных неравновесных условиях затвердевания сварочной ванны слой расплава перед фронтом кристаллизации обогащен примесями. [c.55]

Деталь предыдущей структуры (ф. 533/1). Показана величина у-зерен вблизи поверхности слитка. Границы зерен проходят перпендикулярно к стенке газового пузыря, который граничит со слоем обогащенного примесями металла, образовавшегося из расплава, который просочился через фронт затвердевания. [c.52]

Темная полоса в центре микрофотографии, подобно симметричной полосе (см. ф. 652), останавливается на поверхности раздела между коническими слоями. На этом месте полосы толще с сильно обогащенной примесями периферией (бледная). Микрофотография 653/2 показывает расположение сульфидных включений в темной полосе. [c.75]

При некоторой критической скорости кристаллизации в металле сварочной ванны на первом затвердевшем слое появляются выступы в виде зубьев. Высота выступов соответствует интервалу кристаллизации обогащенного примесями жидкого металла и находится в обратной зависимости от скорости кристаллизации [91, 85, 42, 81]. Следовательно, вершины зубьев соответствуют изотерме ликвидуса металла данного состава, а основания — линии температуры наиболее возможного концентрационного переохлаждения. [c.274]

Возникновение переохлаждения впереди фронта кристаллизации жидкого металла и, следовательно, большее или меньшее обогащение примесями жидкого слоя и степень химической дендритной неоднородности металла шва по этим примесям связаны не только с концентрационным переохлаждением, но и с общей температурой (перегревом) металла сварочной ванны и характером распределения температур у фронта кристаллизации (в хвостовой части ванны), т. е. и с термическим переохлаждением. Толщина и плотность обогащенного примесями жидкого металла перед фронтом кристаллизации, т. е. степень концентрационного и термического переохлаждения, соответствует области между кривой начала равновесной кристаллизации (определяемой по кривой ликвидуса диаграммы состояний и сохраняющейся неизменной [c.277]

Первичная кристаллизация металла сварочной ванны протекает периодически, что обусловлено периодичностью снижения теплообмена и выделения скрытой теплоты кристаллизации. Это приводит к слоистому строению металла шва, к появлению зональной и дендритной ликвации. Толщина закристаллизовавшихся слоев зависит от объема сварочной ванны и скорости охлаждения металла и колеблется в пределах от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Зональная (слоистая) ликвация выражается неоднородностью химического состава металла шва в периферийной и центральной зонах. Это является следствием того, что металл периферийных зон затвердевает раньше и поэтому содержит меньше примесей. Металл центральной зоны шва оказывается более обогащенным примесями. Дендритная ликвация характеризуется химической неоднородностью кристаллитов. Первые кристаллиты (центральные и начальные части дендритов) содержат меньше примесей, а междендритное пространство оказывается более загрязненным примесями. [c.107]

Приближенная количественная оценка показывает, что в диэлектрике с шириной запрещенной зоны 3 эВ концентрация свободных носителей заряда при комнатной температуре должна составлять j 2 10 м . При подвижности носителей Ыр 10 м /(В с) (100 см /(В с)) удельная электропроводность такого диэлектрика должна быть порядка 7 10 Ом х X м" (7-10 Oм см ). В действительности столь низкая электропроводность в диэлектриках не наблюдается из-за наличия в них примесей и дефектов, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне. Концентрация свободных носителей заряда в таких диэлектриках определяется фактически количеством и характером расположения донорных и акцепторных уровней в запрещенной зоне. У контакта же с металлом концентрация свободных носителей может существенно отличаться от концентрации в толще диэлектрика вследствие образования здесь слоев обогащения или обеднения. С подобным явлением мы уже встречались в гл. 8 при рассмотрении контакта металл — полупроводник. [c.272]

Установки для обезмасливания конденсата, оборудованные механическими и угольными фильтрами с фильтрующим слоем из крупнозернистых материалов (диаметр частиц 1—3 мм), получаются громоздкими вследствие низких допустимых скоростей фильтрования и малой площади фильтрования каждого фильтра. С целью сокращения габаритов аппаратуры и уменьшения числа фильтров, потребных для обеспечения заданной производительности установки, в последние годы ведется разработка технологии удаления из воды ряда примесей в аппаратах с фильтровальными элементами набивного и намывного типов (см. гл. 8). В качестве фильтрующей среды намывных фильтров испытывались различные материалы диатомитовые земли, кизельгур, асбест, порошкообразный активный уголь, кокс, целлюлоза и др. К настоящему времени за рубежом наибольшее распространение для обезмасливания конденсата получили диатомитовые намывные фильтры к недостаткам диатомита относится его невысокая химическая устойчивость, обусловливающая обогащение конденсата кремнекислотой (до 0,25 мг л). Остаточная концентрация масла в фильтрате диатомитовых фильтров составляет менее 0,15 мг л. [c.248]

В целях создания более благоприятных условий для работы ионитных фильтров (при сохранении общепринятой технологии ионирования) позднее в схему конденсатоочистки стали включать отдельную стадию фильтрования воды для удаления продуктов коррозии. Были исследованы различные фильтрующие материалы (целлюлоза, магнетит, диатомит и др.) и конструкции фильтров. Хороший эффект удаления продуктов коррозии без заметного обогащения воды какими-либо примесями был получен при фильтровании воды через целлюлозу. При низкой стоимости целлюлозы оказалось целесообразным использовать фильтрующий слой целлюлозы однократно, заменяя отработанную целлюлозу новой. [c.250]

Влияние внешних воздействий на перераспределение примесей. При отсутствии конвективного смывания ликватов вблизи границы кристаллизации на поверхности твердой фазы образуется обогащенный примесями слой, размеры которого характеризуются толщиной пограничного диффузионного слоя б ) (рис. 31). Растворимость примеси в этом слое изменяется от максимальной Стах (табл. 9) до исходной Со- Вследствие ограниченной растворимости ликвирующих примесей в затвердевшем сплаве их концентрация Ств в твердой фазе значительно меньше, чем в жидкой. Поэтому склонность примесей к ликвации определяется коэффициентом распределения [c.32]

К диффузионной кристаллизации относится также большинство процессов затвердевания, имеющих место в практике большой металлургии и при сварке, когда сильно отличается от единицы и наблюдается зубчатый фронт кристаллизации. При сравнительно умеренных скоростях затвердевания, когда примесь не успевает отводиться от фронта кристаллизации в толщу жидкого металла, но отводится от вершин выступов (зубьев) во впадины, развивается дендритная (внут-рикристаллитная) неоднородность. В этом случае, чем больше К ф отличается от единицы, тем толще и более обогащен примесями слой жидкого металла во впадинах и тем больше дендритная неоднородность. [c.276]

Появление хрупкости II рода наиболее вероятно связано с сегрегацией атомов некоторых элементов (главным образом, фосфора) на [ рапицах зерен, и обогащением поверхностных слоев зерна этими. элемента.ми без выделении избыточных мелкодисперсных фаз (карбидов, фосфидов и т. д.). Обогащение пограничных зон фосфором, снижающим работу образования межзереныых трещин, приводит к развитию отпускной хрупкости. Чем чище сталь от примесей, тем меньше ее склонность к отпускной хрупкости. [c.190]

Элементный анализ (исследования элементного состава твёрдых и жидких веществ, в первую очередь ме-таллич. сплавов, полупроводников, геологич. объектов земного и внеземного происхождения). В связи с малой летучестью большинства таких веществ их одновро.у . испарение и ионизация осуществляются в вакуумном искровом разряде с одноврем. регистрацией большого участка масс-спектра либо на фотопластинке, либо с помощью пространственно протяжённых детекторов. Чувствительность метода для большинства элементов порядка 10 —10 % (путём обогащения примесями добиваются чувствительности 10 % и лучше). Для элементного анализа наряду с вакуумной искрой применяют лазерную ионизацию, вторичную ионную эмиссию, а также жидкометаллич. ионные источники. G помощью М.-с. проводят как общий, так и локальный, и послойный элементные анализы. При этом толщина, подвергающаяся анализу, составляет неск, мономоле-кулярных слоёв, локальность — меньше 1 мкм. Для общего анализа наиб, удобно использовать -вакуумную искру, для послойного — ионно-ионную эмиссию, для локального — лазер. Масс-спектральный элементный анализ поверхностного слоя твёрдого тела получил особое значение в микроэлектронике. Для элементного анализа жидких растворов применяют ионизацию в индуктивно связанной плазме. [c.58]

Вопрос о неравномерном распределении примесей в кристаллической решетке твердого раствора может быть рассмотрен с термодинамической точки зрения. Свободная энергия границы как любой поверхности раздела, включая внешнюю, проявляется а поверхностном натяжении. Здесь используются представления, детально разработанные для газовой и жидкой фаз (Гиббс). Элементы, понижающие поверхностную энергию границ, дол>к-ны концентрироваться цреимущественио на границах зерна (го-рофильные элементы). С этой точки зрения рассматривается возможность существования полиатомного пограничного слоя (в несколько сот ангстрем), обогащенного примесью, концентрация которой постепенно понижается по направлению от границ к центру кристалла [56]. В этом же духе можно трактовать и результаты уже упоминавшейся работы [57]. Термодинамическое рассмотрение вопроса затрудняется, однако, отсутствием данных о влиянии примесей на поверхностное натяжение границ зерен, а также тем, что гиббсовы слои должны иметь протяженность в несколько межатомных расстояний. В действительности приграничная зона сегрегации может достигать нескольких микрон. [c.81]

Механизм образования шнуров внеосевой неоднородности состоит в том, что в слоях металла, обогащенных примесями вследствие зональной ликвации, развивается процесс дендритной ликвации, приводящий к локальным скоплениям примесей в межосных участках или на стыке кристаллитов [c.93]

Неравновесная сегрегация, обусловленная особенностями зернограничной кинетики карбидных превращений, должна быть локализована не в нескольких атомных слоях, а в приграничных зонах значительно большей ширины (сопоставимой с размерами карбидных выделений, т.е. не менее 0,1 мкм [20]. Эффект неравновесной сегрегации, вызванной различной подвижностью компонентов твердого раствора, включая вакансии, также приводит к обогащению приграничной зоны примесями на расстояниях порядка 1 мкм от границы [52]. Наблюдаемое при развитии обратимой отпускной хрупкости столь сильное обогащение примесями нескольких атомных слоев у г( >аниц зерен возможно только благодаря межкристаллитной внутренней адсорбции, т.е. обратимой равновесной сегрегации, движущей силой которой является снижение энергии границ зерен. [c.43]

Из сопоставления картин на продольных шлифах и спирали на цилиндрической поверхности кристаллов можно заключить, что витки спирали являются выходом низкоомного, обогащенного примесями винтового слоя на поверхность кристалла, а впадины Л1ежду [c.507]

В ходе послойного нарастания цементита каналы между ветвями расширяются и углубляются (рис. 34, в). Поверхность пластины приобретает дендритный рельеф. В поперечном сечении ветви имеют прямоугольную или тавровидную форму (рис. 34, г, д). При достаточном первоначальном расширении канала рост очередных слоев возможен до полного смыкания выступов. В таком случае микрообъемы малоуглеродистой жидкости, обогащенной примесями, могут полностью отделяться от расплава. При [c.72]

Шиферный излом (слоистый) наблюдается только после горячей деформации и вызывается неравномерным распределением серы, фосфора, кислорода и других примесей. Участки, обогащенные примесями, например междуосные пространства дендритов, стенки усадочных раковин и пузырей, при прокатке вытягиваются в виде слоев загрязненного металла. При разрушении излом получается слоистым, с острыми зазубринами и выступами. Термической обработкой шиферный излом не исправляется. Полностью уничтожить его можно только перековкой стали. [c.129]

Шиферный излом получил название по аналогии с изломом шифера или сланца, разрушающегося по слоям. При шиферном изломе очень сильно понижаются механические свойства поперек волокон, особенно ударная вязкость. Шиферный излом соответствует очень низкому качеству стали, большому количеству неметаллических и газовых включений, неравномерности распределения вредных (5 и Р) и некоторых специальных примесей. При горячей пластической деформации места, обогащенные примесями, вытиги заются и дают слоистый излом. Шиферному излому часто сопутст чует полосчатость в микроструктуре. Борьба с шиферным изломом способами термической обработки мало эффективна. [c.105]

Уже при насыпании порошка в форму поверхностные слои частиц (как правило, обогащенные примесями или [c.215]

Идеальный диэлектрик. Рассмотрение начнем с идеального диэлектрика, не содержащего примесей, способных захватывать электроны. Концентрация собственных носителей заряда в таком диэлектрике ничтожно мала. Поэтому, казалось бы, внешнее смещение не может привести к появлению в пленке электрического тока. Однако это не так. Внешнее напряжение V, приложенное к подобной структуре (рис. 10.7, а), практически полностью падаем на диэлектрике и именно на той его части, в которую не заходят слои обогащения, и создает в нем электрическое поле (в дополнение к внутреннему полю у контактов). Так как слои обогащения не имеют резкой гргйицы, то это означает, что обогащенный слой при 278 [c.278]

Размыв и разъедание футеровки — часто единственная причина ее замены При прочих равных условиях быстрее разрушается футеровка, имеющая открытые поры и неровную поверхность В этом случае площадь взаимодействия увеличивается, вступают в действие капиллярные силы Проникновению металла в футеровку способствует также сегрегация набивной массы, местное обеднение или обогащение ее связующим веществом Не менее важно и качество уплотнения футеровки, в част ности хорошее соединение слоев набивной массы Для этого перед засыпкой очередной порции массы необходи мо разрыхлять поверхность уже уплотненного слоя иначе могут образоваться поперечные трещины в тигле Состав футеровочной массы, способ уплотнения, режим спекания обычно контролируются и выдерживаются в требуемых пределах, но не меньшее внимание следует уделять условиям эксплуатации футеровки Разрушению футеровки способствуют большие колебания температур, термичес кие >дары, агрессивные шлаки и примеси в металле, ме ханические воздействия разного рода, недостаточная тщательность при загрузке шихтовых материалов и удалении шлака Не рекомендуется быстро нагревать или охлаждать тигель, допускать образование мостов из шихты вызывающих местный и неконтро тируемый перегрев металла и футеровки, подвергать сотрясению или поворотам в холодном состоянии Отрицательно влияет на стойкость футеровки повышенная вибрация индуктора Ошлакование тигля печи предупреждают периодичес КИМ скачиванием шлака, особенно при плавке леги рованных ставов, добавлением полевого шпата или пе регревом расплава при полном заполнении тигля [c.28]

Во время охлаждения большая часть углерода и возможно других элементов не успевает выделиться в виде скоагулирован-ных карбидов. Поэтому быстро охлажденная ферритная фаза, с одной стороны, сильно пересыщена углеродом, который в кристаллической решетке феррита распределяется неравномерно в виде атомных групп и тем самым создает искажение в кристаллической решетке, и вследствие этого появляется хрупкость. С другой стороны, высокотемпературный нагрев стали в присутствии углерода, азота и других примесей приводит к обогащению ими межкрйсталлических слоев, лежащих на границе зерен, и способствует образованию у-твердого раствора. При последующем быстром охлаждении у-твердый раствор распадается с образованием мартенсита. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...