Рост кристаллов

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

По мере развития процесса кристаллизации в нем участвует все большее и большее число кристаллов. Поэтому процесс вначале ускоряется, пока в какой-то момент взаимное столкновение растущих кристаллов не начинает заметно препятствовать их росту рост кристаллов замедляется, тем более что и жидкости, в которой образуются новые кристаллы, становится все меньше. [c.47]

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]

Рост кристаллов — процесс самопроизвольный, определяемый стремлением системы к уменьшению запаса внутренней энергии. [c.90]

При превращении аустенита в перлит по диффузионному механизму рост кристаллов новых фаз сопровождается оттеснением дефектов строения к границам зерен, другими словами, дефекты (дислокации, вакансии, примесные атомы), ранее располагавшиеся по границам аустенитных зерен, перераспределяются на границы ферритных (перлитных). [c.239]

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]

Выделение тонких частиц окисла в металлической фазе при внутреннем окислении приводит к поверхностному упрочнению сплава, затрудняет рекристаллизацию и рост кристаллов металла. [c.107]

Звездочка указывает на присутствие в вольфраме примесей других металлов, введенных для предотвращения роста кристаллов, которые вызывают хрупкость при комнатной темпера- [c.291]

Поэтому при больших степенях переохлаждения (низких температурах) вследствие уменьшения скорости диффузии (коэффициента диффузии D) (рис. 22) образование зародышей и их рост затруднены. Вследствие этого, число зародышей и скорость их роста уменьшаются. При очень низких температурах (большой степени переохлаждения) диффузионная подвижность атомов столь мала, что большой выигрыш объемной свободной энергии AF при кристаллизации оказывается недостаточным для образования кристаллических зародышей и их роста (ч. 3. = О, с. р. = 0). В этом случае после затвердения должно быть достигнуто аморфное состояние. Для металлов в обычных условиях реализуются лишь восходящие ветви скорости образования зародышей (ч. з.) и скорости роста (с. р.) (рис. 22 сплошные линии). Металл в этих условиях затвердевает раньше, чем достигаются степени переохлаждения, вызывающие снижение ч. з и с. р. Скорость образования зародышей и линейная скорость роста кристаллов определяют скорость кристаллизации. Средняя скорость изотермической кристаллизации о с увеличением степени переохлаждения, как и ч. 3. и с. р. сначала растет, достигает максимума, а затем падает (рис. 22). [c.35]

Скорость роста кристаллов в жидких растворах меньше, чем в чистых металлах. Это объясняется тем, что рост кристаллов требует диффузионного перемещения атомов компонентов в жидком растворе. Скорость роста тем меньше, чем больше разность концентраций жидкого раствора и образующихся из него кристаллов твердой фазы. [c.89]

При нару[пении когерентности решеток дальнейший упорядоченный переход атомов из одной модификации в другую становится невозможным, и рост кристаллов мартенсита прекращается. Диффузионный переход атомов из одной фазы в другую при таких низких температурах практически исключается. [c.105]

Вновь образующиеся полиморфные модификации являются следствием возникновения центров кристаллизации и роста кристаллов, подобно кристаллизации из жидкого состояния. При полиморфном превращении в твердом состоянии элементы склонны к переохлаждению. [c.12]

Кристаллизация не происходит мгновенно по всему объему, а развивается постепенно. Она объединяет два элементарных процесса возникновение центров кристаллизации (зародышей) и рост кристаллов из центров кристаллизации. Эти процессы протекают одновременно. [c.22]

Центрами кристаллизации являются либо затвердевшие мельчайшие частицы металла, либо посторонние твердые примеси, находящиеся в жидком металле. По мере протекания процесса кристаллизации происходит как зарождение новых центров кристаллизации, так и рост кристаллов (рис. 2.2). В процессе кристаллизации, пока растущий кристалл окружен жидкостью, он имеет правильную форму. Однако при столкновении и срастании кристаллов их правильная форма нарушается. [c.22]

Если рост кристаллов проходит по трем направлениям, то образующийся в результате кристаллизации кристаллит имеет древовидную форму. Эти кристаллы получили название дендритов (рис. 2.3). [c.23]

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]

Рис. 2.5. Зависимость скоростей зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов от температуры

Итак, промежуточное превращение аустенита связано с перераспределением С в аустените образованием участков с пониженной и повышенной концентрацией С. Мартенситное превращение при этом возникает вследствие локального понижения содержания С. Медленный рост кристаллов а-фазы показывает, что мартенситный переход у->а в этой области ограничивается скоростью отвода С от границ растущего кристалла. Участки аустенита, обогащенные С, очень устойчивы и выделяют карбиды. [c.106]

Третье превращение при отпуске, протекающее в интервале температур 300—400° С, связано с интенсивным ростом кристаллов карбида. До 350 °С этот рост происходит без нарушения когерентности карбида с окружающим твердым раствором (а-фазой). Выше 350° С кристаллы карбида увеличиваются (процесс коагуляции) до таких размеров, когда напряжения достаточны, чтобы энергия искажения стала больше энергии образования границы раздела. Вследствие этого когерентность нарушается между фазами возникают поверхности раздела кристаллы карбида и блоки мозаики а-фазы обособляются. При температурах выше 400° С блоки а-фазы снова увеличиваются, поскольку в этих условиях интенсивно проходят процессы диффузии. [c.109]

Однако при зарождении и росте кристаллов на их границе с жидкостью возникает и увеличивается поверхностная энергия о5п (сг — поверхностное натяжение, — суммарная площадь поверхности кристаллов). [c.436]

Рис. 12.7. Зависимость линейной скорости роста кристалла Орк (кривая /) и числа центров кристаллизации п (кривая 2) от степени переохлаждения

Наличие зон с различной интенсивностью осаждения атомов при кристаллизации приводит к неравномерному росту кристалла в различных зонах. Вблизи выхода на поверхность винтовой дислокации возможен спиральный рост кристалла. [c.441]

При наличии термического переохлаждения АТ (рис. 12.9) выступы, образовавшиеся на меж-фазной поверхности, попадают в зону переохлаждения. Скорость их кристаллизации увеличивается, и они прорастают вперед. Плоский фронт теряет устойчивость, искривляется, на нем появляются ячеистые выступы. В момент выделения скрытой теплоты плавления процесс роста кристалла приостанавливается, возможно даже его оплавление. Кристаллизация приобретает прерывистый характер. [c.442]

Тип первичной микроструктуры сплава зависит от формы роста кристаллов, определяемой видом фронта кристаллизации и характером концентрационного переохлаждения перед этим фронтом. [c.444]

Малый объем и непродолжительное существование расплавленной ванны, большие средние скорости роста кристаллов. [c.447]

Используя выражение (12.28), можно получить уравнение для определения скорости кристаллизации, т. е. скорости роста кристаллов на различных участках их длины при сварке. Под скоростью кристаллизации здесь понимается скорость затвердевания, т. е. скорость перемещения межфазной поверхности в макромасштабе. [c.450]

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]

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]

Новые алло1гро Пические формы образуются в результате зарождения центров и роста кристаллов аналогично кристаллиза- [c.56]

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

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]

Следовательно, с увеличением степени переохлаждения (или с понижением температуры кристаллизации) размер критического зародыша уменьшается, тогда и работа, необходимая для его об-разова1птя, будет меньше. Поэтому с увеличением стеиени переохлаждения АТ, когда к росту способны зародыши все меньшего размера, сильно возрастает число зародышей (центров) кристаллизации (ч. з.) или скорость образования этих зародышей (с. р.) (см. рис. 22) Рост зародьппей кристаллизации происходит в результате перехода атомов из переохлажденной л идкости к кристаллам. Кристалл растет послойно, при этом каждый слой имеет одноатомную толщину. Различают два элементарных процесса роста кристаллов, [c.33]

Рост кристалла значительно облегчается тем, что грани его не представляют идеально ровных плоскостей. На гранях растущего кристалла всегда имеются различные дефекты поверхности в виде ступенек и выступов, на которых легко удерживаются новые атомы, поступающие из жидкости. В этом случае рост кристалла может протекать даже без образования двумерного зародыша. В растущем кристалле всегда имеются дислокации. В месте выхода на поверхность винтовой дислокации имеется ступенька, к которой легко присоединяются атомы, поступающие из жидкости (рис. 21, б). Винтовые дислокации ведут к образованию на поверхности кристалла спиралей роста высогой от одного до нескольких тысяч атомов. Спиральный рост экспериментально обнаружен при изучении роста монокристаллов магния, кадмия, серебра и других металлов. [c.34]

Число центров кристаллизащи и скорость роста кристаллов. При прочих равных условиях скорость процесса криста, 1лизаиии и строение металла после затвердения зависят от числа зародышей [c.34]

Скорость роста кристаллов определяют по линейному увеличению растущей грани возникшего кристалла ( 1 мм1сек) и обозначают Пр. [c.24]

Рассмотрим три возможных случая кристаллизации сплава при различной протяженности зоны концентрационного переохлаждения bi, 62 и Ьз (рис. 12.11), вызванной различными распределениями температуры в жидкой фазе Гфь Тф% Тфз (критерии концентрационного переохлаждения соответственно Ф , Фг, Фз). Условием, определяющим характер роста кристалла и формирование первичной структуры, будет соотнощение двух параметров Ф и A olk (Л — экспериментально определяемая постоянная для данного Со, зависящая от теплофизических свойств А — коэффициент распределения). При малой протяженности зоны концентрационного переохлаждения Ь Ф > [c.444]

Под влиянием конкретных тепловых и кинетических условий кристаллизации металла шва, химического состава сплава, градиента температур, скоростей сварки и кристаллизации в различных зонах шва возможно образование разной первичной структуры — столбчатой, полиэдрической. Столбчатая и полиэдрическая структура, в свою очередь, могут быть ячеистыми, ячеисто-дендритными, дендритными. Все эти структуры в шве можно не только получить, но и управлять их развитием, изменяя условия роста, как это следует из теории концентрационного переохлаждения. Такие параметры роста кристалла, как скорость кристаллизации Укр и градиент температур в жидкой фазе grad 7ф, оказывающий наиболее существенное влияние на образующуюся структуру, можно рационально подбирать и изменять при сварке. Температурный градиент в жидкости может быть повышен увеличением тепловой мощности дуги путем повышения напряжения или силы тока или может быть понижен путем предварительного подогрева. Скорость кристаллизации можно регулировать изменением скорости сварки. [c.453]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...