Дендриты, образование

Для металлов, имеющих сильную склонность к переохлаждению до спонтанного образования центров затвердевания, таких, как галлий, олово, сурьма, описанного выше охлаждения гнезда термометра недостаточно. Получающееся при этом падение температуры стенки гнезда термометра не приводит к возбуждению кристаллизации, поскольку эти металлы могут оставаться в переохлажденном жидком состоянии в случае сурьмы примерно на 40 К ниже равновесной температуры затвердевания. Интенсивное охлаждение наружной стенки тигля потоком аргона или азота [21] позволяет преодолеть эти особенности металлов. В этом случае тигель, но не сколь-нибудь значительный участок печи, должен быть быстро охлажден на несколько десятков градусов. Этого достаточно для возникновения центров кристаллизации по всей внутренней стенке тигля. Выделяющейся теплоты перехода достаточно для повышения температуры образца и тигля до температуры затвердевания в течение нескольких минут. Достижение плато затвердевания образца происходит в результате быстрого роста дендритов, что всегда наблюдается при затвердевании из переохлажденного состояния. Затем рост дендритов прекращается и оставшийся металл затвердевает с гладкой поверхностью раздела фаз, медленно продвигающейся к гнезду термометра. Альтернативный метод [55] возбуждения центров кристаллизации таких металлов, как олово и сурьма, состоит в удалении тигля с образцом из печи при достижении в ней температуры затвердевания и помещении его в другую печь, имеющую температуру примерно на 90 °С ниже. Как только из-за выделяющегося при начале затвердевания тепла прекратится охлаждение тигля с образцом, он переносится в исходную печь, имеющую температуру лишь на несколько градусов ниже температуры затвердевания. Успех подобной процедуры ярко демонстрирует выделение энергии при переходе от жидкого состояния к твердому. [c.177]

Межкристаллитная химическая неоднородность. Межкристал-литная химическая неоднородность определяется как отношение концентраций примеси в пограничной зоне и в центре кристаллита (С5/С2, см. рис. 12.24). Микрохимическая неоднородность, возникающая внутри столбчатых или равновесных кристаллитов, определяет и состав пограничных зон между ними. Установившаяся пограничная концентрация в жидком расплаве при расстоянии между соседними кристаллитами (ветвями дендритов или ячейками), равном 26, начинает резко возрастать, иногда достигая значений, достаточных для образования новой фазы. При ячеистом или дендритном типе кристаллизации в результате [c.460]

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]

Включения, как и дендриты,образуются только при кристаллизации. В процессе роста кристалла на его гранях могут образовываться включения маточного раствора, в котором растет кристалл, либо механических примесей, содержащихся в кристаллизующейся среде. Внутри кристалла включения располагаются не произвольно, а по определенным правилам. Газовые пузырьки при захвате их кристаллом вытягиваются, образуя тонкие каналы, расположенные перпендикулярно к фронту кристаллизации. Так же располагаются и пузырьки маточного раствора. В качестве механических включений внутрь кристалла могут попадать и кристаллы другого вещества, чаще всего более тугоплавкого, че.м вещество основного кристалла [21]. Однако следует отметить, что изучены лишь некоторые виды включений газовые, жидкие, твердые, газово-жидкие, трехфазные, причины и механизм их образования, в то время как их влияние на свойства материалов можно считать неисследованным. [c.51]

Сплавы второй группы, затвердевающие с образованием сильно разветвленных дендритов и, следовательно, с возникновением рассеянной пористости по всему объему отливки, уплотняются за счет уменьшения внешних размеров отливки сосредоточенной раковины они практически не образуют и при воздействии давления. [c.58]

В результате исследования микроструктуры покрытия (с 9% Р), наплавленного при температуре 1100° С в течение 20 мин на разные металлы, установлено образование переходного слоя на контактной границе. На железе и нержавеющей стали в этом слое выявлена измененная зона в металле, полоска твердого раствора и дендриты в покрытии со стороны подложки. Граница раздела в обоих случаях плоская. На никеле контактная граница сильно разветвлена, что свидетельствует об ускоренном растворении границ зерен металла в контакте с расплавом [2]. В результате этого процесса возможно диспергирование металла подложки. [c.158]

Все литые металлы и сплавы, не подвергнутые обработке, обнаруживают литую структуру, известную еще под названием закристаллизованная или первичная структура . Зерно закристаллизованной структуры, особенно у сплавов с образованием твердого раствора, выявляется в иных условиях травления, чем зерен-ные структуры сплавов, подвергнутых обработке. Однако в первичной структуре также могут быть выявлены границы и поверхность зерен, фигуры травления. В литых сплавах выявляют дендритную структуру, типичную для твердого раствора. Зерна по составу не однородны, при кристаллизации центральная зона (начало кристаллизации) имеет иной состав, чем внешняя часть (конец кристаллизации). Это явление называют ликвацией твердого раствора. Изменение концентрации происходит постепенно. Химическая неоднородность кристалла зависит от диффузионной способности взаимодействующих легирующих элементов. У многокомпонентных сплавов неоднородность твердого раствора определяется примесными и легирующими элементами, имеющими самые низкие коэффициенты диффузии, например фосфор в технических железных сплавах. Инертность фосфора настолько велика, что несмотря на у а-превращение и на дополнительный выравнивающий отжиг (диффузионный отжиг), первичная структура (дендриты [c.29]

Присадка кремния способствует увеличению количества цементной эвтектики и уменьшению содержания аустенита. При малых добавках кремния (до 1%) наблюдаются значительная степень переохлаждения эвтектического расплава и образование обособленных цементитных полей. С увеличением содержания кремния степень переохлаждения чугуна уменьшается, и, несмотря на на личие тонких дендритов аустенита, эвтектика хорошо формируется и имеет очень мелкое строение. В связи с уменьшением содержания углерода в аустените в бывших дендритах избыточного аусте-нита нет игл вторичного цементита. Эвтектоид пластинчатый, хо рошо дифференцирован. Укрупнение пластинок эвтектоида отмечено при содержании более 1,2% Si. [c.54]

О наличии перитектической реакции свидетельствует и микроструктура литых сплавов, содержащих 25—40 ат.% Ru, в том числе и эвтектического, по данным [26], состава — хорошо образованные дендриты первично кристаллизующейся б-фазы в сплошной матрице Р-фазы. Растворимость рутения в р-титане при 1575° С составляет 25 ат.%, с понижением температуры она уменьшается до 21 ат.% при 1100°С. [c.178]

Традиционные высокопрочные сплавы, как правило, имеют низкую пластичность, высокую чувствительность к концентраторам напряжений и сравнительно малое сопротивление усталостному разрушению. Композиционные волокнистые материалы, обладая высоким пределом прочности и еще меньшей пластичностью, чем высокопрочные сплавы, имеют, однако, меньшую чувствительность к концентраторам напряжений и большее сопротивление усталостному разрушению. Это объясняется тем, что у материалов различный механизм развития трещин. В традиционных изотропных высокопрочных сталях и сплавах развитие трещин идет прогрессирующим темпом, скорость трещинообразования возрастает по мере вовлечения в очаг образования трещины все больших элементов структуры — зерен, дендритов и пр. [c.12]

Покрытия с включениями простых веществ. Никель как матрица широко используется для цементирования частиц простых веществ в виде волокон или порошков металлов (вольфрам, хром, никель, молибден) и неметаллов (графит, бор, крем ний и др.) [1, с. 78—80]. Со-осаждение порошков металлов используется для получения сплавов, не осаждаемых обычным гальваническим путем. Поскольку многие простые веш.ества являются проводниками электрического тока, они способствуют образованию на поверхности покрытия шероховатых наростов, дендритов и рыхлого налета. Для предупреждения этого их иногда предварительно покрывают оксидной, лаковой или другой пассивной к данному электролиту пленкой. [c.140]

Значительное влияние на схватывание оказывают дисперсность и форма частиц, что подтверждают исследования с серебряными порошками, полученными электролитическим способом (частицы имеют форму дендритов) и химическим восстановлением (частицы плоской формы толщиной около 0,1 мкм). Повышение дисперсности, порошка облегчает сцепление частиц, поскольку создание достаточной площади истинного контакта при прочих равных условиях и возможность сохранения возникшего сцепления у более мелких частиц выше, чем у крупных (рис. 27). Существенно сказывается на схватывании частиц их форма. При сближении с твердой поверхностью наибольшая площадь контакта (в случае приложения одинаковой нагрузки) будет у частиц плоской формы. Возникающие в таких частицах после снятия нагрузки внутренние напряжения меньше, чем в частицах иной формы. Как видно из рис. 27, скорость процесса образования покрытия в результате схватывания плоских частиц (кривые 3, 4) превышает скорость образования [c.66]

Различная степень деформации, необходимая при вытяжке для образования волокнистой структуры, в отдельных зонах слитка вызывается различными величиной и направлением первичных кристаллов разных зон. Для создания волокнистой структуры в зоне столбчатых (шестоватых) дендритов требуется большая степень деформации, чем для получения такой же структуры в зернистой зоне слитка. [c.282]

В интервале температур от 1 400 до 950°С в сварном шве могут образовываться так называемые горячие трещины, которые сравнительно часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина образования горячих треш ин заключается в неоднородности состава и свойств кристаллов металла шва при высоких температурах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких и более прочных при высоких температурах составляющих. [c.173]

Сернистые включения образуются в основном серой, переходящей в металл шва из электродных покрытий и флюсов (руды, жидкого стекла и др.). В условиях высоких температур сварочной ванны сульфид марганца распадается с образованием сульфида железа, располагающегося в дальнейшем по границам дендритов и способствующего образованию горячих трещин. Монтажные сварные стыки экономайзерных труб, содержащие повышенное количество серы, склонны к образованию сквозных свищей. [c.174]

Одновременно по мере затвердевания и величины удельного давления, металл заготовки подвергается пластической деформации, вызывающей сдвиг и дальнейшее размельчение кристаллов, что предотвращает рост дендритов и образование столбчатой структуры. [c.248]

При включении тока амперметр показывает около 80 а, а плотность тока составляет, следовательно, около 5 а/дм . При этой плотности детали выдерживают от 4 до 5 минут. Затем реостатом повышают напряжение, доведя ток до 160 а (плотность до 10 а/дм ) и выдерживают 3 минуты. Далее повышают ток до 320 а и выдерживают 2 минуты, наконец, доводят плотность тока до расчетной — 30—35 а/дм . При этом сила тока устанавливается около 500 а. Как уже упоминалось, длина шеек фланцев сильно разнится, поэтому активная площадь навесок колеблется в пределах 15—17 дм , что и отражается на истинной плотности тока. РГногда для ускорения электролиза сближают аноды с деталью до 200—180 мм. Делать это можно тогда, когда износ невелик и электролиз продлится 30—40 минут. При износах, требующих более длительного электролиза, такого сближения анодов не делают, так как это ведет к усиленному дендрито-образованию, особенно на кромках необработанной части фланца. Депдриты прикрывают (экранируют) наращиваемые шейки, и они прекращают наращиваться. [c.71]

В зернах сохраняется правильное внутреннее строение каждого отдельного кристалла (фиг. 7, г, д). На фиг. 7, е показаны границы зерен. Применяя ускоренное охлаждение или создавая неравномерный отвод тепла, получают кристаллы дравовидной формы, называемые дендритами. Образование кристаллических зерен имеет практическое значение от величины [c.14]

Кристаллы, образую[циеся в процессе загвердеваиия металла, могут иметь различную форму в зависимости от скорости ох.чаждеиия, характера и количества примесей. Чаще в процессе кристаллизации образуются разветвленные, или древовидные, кристаллы, получившие название дендритов (рис. 23, а). При образовании криста. .юв их развитие идет в основном в направлении, иериендикулирном ило- [c.37]

Если протяженность зоны концентрационного переохлаждения 6з достаточно велика и переохлаждение больше некоторой критической величины, при которой еще происходит образование ячеистой структуры, то на всех ячейках начинают образовываться ветви и они превращаются в дендриты. Условием образования дендритной первлчной структуры (рис. 12.12, в) будет Фз<.АСо/к. Дендриты сплавов имеют субструктуру, напоминающую ячеистую. Образование такой структуры на дендритах, растущих в расплаве, содержащем примеси, связано с тем, что растущая ветвь дендрита отталкивает атомы примеси так же, как и плоский фронт кристаллизации. Скопление примесей и концентрационное переохлаждение приводят к образованию ячеек на ветвях дендритов. С увеличением переохлаждения размеры дендритов и их разветвленность возрастают. [c.445]

Как подчеркивается в [21], многообразие дефектов кристаллической структуры и причин их образования говорит о невозможности единого процесса дефектообразования дефекты образуются как в процессе роста кристаллов, так и при последующей их обработке или в результате внешних воздействий. Например, такие дефекты, как дендриты, могут возникать только в процессе к-ристаллизации, а сдвиг возникает только в процессе деформации. [c.50]

Дендриты образуются только при росте к-ристаллов. Причиной их образования является очень быстрый рост в условиях переохлаждения, то есть отрицательный температурный градиент перед фронтом кристаллизации. Одной из особенностей дендритного роста является то, что ось дендрита и его ветви растут вдоль конкретаого кристаллографического направления, характерного для данного материала [21]. Каждый дендрит растет от одного центра кристал-Рис. 33. Схема строения дендрита 1, 2, 3 - оси лизации, что подтверждается первого, второго и третьего порядка соответст- кристаллографической ориенти-венно [c.50]

Так как дендриты образуются при выращивании кристаллов с большими скоростями, то для выращивания бездендритных кристаллов необходимо выбирать такие скорости роста, которые обеспечивают достаточный теплоотвод через расту ший кристалл. Для выращивания совершенных кристаллов на фронте кристаллизации стремятся к равновесному состоянию. Тем не менее, как указывается в [21], даже кристаллы кубической формы, например серебра, меди, золота, которые уже в силу симметрии своей структуры должны развиваться одинаково по трем взаимно перпендикулярным направлениям, могут образовываться в форме дендритов. В [21] факты неодинакового роста объясняются тем, что в протекающих во времени процессах осуществляется сразу две до определенной степени противоположные тенденции стремление к минимуму свободной энергии и стремление к наибольщей быстроте завершения процесса. Кристалл может достичь минимума поверхностной энергии только в условиях равновесия, то есть при бесконечно медленном росте, а наибольшей быстроты образования - при бесконечно развитой поверхности. В реальных условиях всегда наблюдаются ко.мпро.миссные формы, иногда приближающиеся к ограненным равновесным, иногда - к ветвистым неравновесным. [c.51]

Дендрит - это древовидные кристаллические образования, обнаруживаемые в монокристаллах и слитках металлов, полуметаллов, полупроводников и их сплавов. Максимальная скорость роста кристаллов наблюдается по таким плоскостям й направлениш, которые имеют наибольшую плотность упаковки атомов. В результате вырастают длинные ветви, которые называют осями первого порядка (рис. 6.6). На осях первого порядка появляются и начинают расти ветви второго порядка, от которых ответвляются оси третьего порядка. В последнюю очередь идет кристаллизация в участках меаду осями дендрита. [c.268]

Структура литого слитка состоит из трех основных зон. Первая зона -наруисная мелкозернистая корка (1), состоящая из неориентированных мелких кфисталлов - дендритов При первом соприкосновении со стенками изложницы (форма,куда заливают жяя.ки.й металл) в тонко.м прилегающем слое жидкого металла возникает большой градиент температур и явление переохлаждения, ведущее к образованию большого количества центров кристаллизации. В результате корка получает мелкозернистое строение. [c.18]

Подобный эффект оказывает реактив 16 (см. гл. V) для выявления фосфора, рекомендованный в работе [8]. По данным Халт-грейна и Лиллиеквиста [9], в аустенитных хромоникелевых сталях, которые переходят 8-область на диаграмме состояния, вначале проявляются первичные дендриты. При более длительном травлении на структуре проявляются вторичные аустенитные зерна После травления в течение нескольких часов вновь появляется пер вичная структура вследствие образования связанного слоя меди -Травитель 16 (см. гл. V) является лучшим из всех содержа щих медь растворов для выявления первичной структуры нержа веющих хромистых сталей. Он может также применяться для аустенитных хромоникелевых сталей. [c.104]

Штриховое травление с ориентированным осаждением Для сплавов, содержащих медь, Кострон [49] неоднократно применял этот металлографический способ работы с реактивом Ке-перника 50. Для сплавов с содержанием меди более 1 % продолжительность травления при температуре 50° С составляет 1 мин. Одной из причин разрушения при высушивании пленки, содержащей осадок меди, является ориентация кристаллов. Грань куба (100) темная и не имеет штрихов плоскость октаэдра (1И) имеет сетчатую штриховку без преимущественной ориентации. На плоскости додекаэдра (110) появляются параллельные штрихи. Расстояние между штрихами определяет положение вышеуказанных кристаллографических плоскостей. С их помощью можно установить принадлежность ячейки дендрита твердого раствора в литейном сплаве, текстуру и влияние рекристаллизации. Способность к образованию штриховых фигур зависит от толщины осадка. При существующей ликвации вследствие различной толщины пленки центр твердого раствора может не иметь штриховых фигур, а по периферии твердого раствора приобретать их. [c.277]

При содержании более 0,3% Ti отдельные мелкие включения наблюдаются и в бывших дендритах аустенита, однако карбидные зерна располагаются преимущественно по границам аустенитньп дендритов и особенно в эвтектическом цементите. Это свидетельств вует о том, что карбид титана, или, вернее, карбонитрид, растворим в чугунном расплаве, а не присутствует в виде взвеси кристаллов. В период кристаллизации чугуна и выделения аустенита титан сохраняется в расплаве, и только отдельные мелкие зерна карбида титана наблюдаются в объемах аустенита. По-видимому, образование карбида титана происходит в самом начале эвтектической кристаллизации. Зерна карбида выделяются на границах аустенит-ных дендритов и в самом эвтектическом расплаве. Выделение кристаллов карбида титана из эвтектического расплава свидетельствует о насыщенности аустенита титаном, что является одной иа причин увеличения растворимости углерода в аустените. [c.62]

При увеличении содержания бора до 0,061% значительных структурных изменений не наблюдается. Можно отметить только некоторое уменьшение количества вторичного цементита. При дальнейшем увеличении содержания бора до 0,375% чугун приобретает исключительно тонкое дендритное строение. Дендриты бывшего аустенита сильно вытянуты, хорошо сформированы. Пространства между ними заполнены эвтектикой очень тонкого строения. Под влиянием бора цемеититная эвтектика приобретает структуру, напоминающую железобористую эвтектику, но иа отдельных участках эвтектики нет. По-видимому, бор растворяется в цементите с образованием карбоборида железа, образующего с аустенитом одну эвтектику. [c.68]

Сглаживающее действие частиц наблюдается при осаждении серебра, кадмия и олова. Частицы корунда при серебрении из цианидферратного электролита предупреждают образование дендритов, которые, как правило, получаются при серебрении из чистого электролита (рис. 10). [c.37]

Покрытие никель—дисульфид молибдена, предназначенное для защиты деталей от газовой коррозии в условиях глубокого вакуума (10 мкПа), образуется из интенсивно перемешиваемой суспензии, содержащей 0,25— 20% (масс.) M0S2. Компактное КЭП получается при концентрации M0S2 3—12 мг/м и 1к=1Д кА/м . Повышение плотности тока до 3,3 кА/м не ускоряет процесс наращивания покрытия из-за осыпания части покрытия в результате образования наростов и дендритов. При этом наблюдается разогревание электролита и увеличение катодной поляризации. В случае возрастания концентрации порошка до 240 кг/м образуются только тонкие покрытия (15—33 мкм) вследствие изоляции частицами поверхности катода. [c.137]

Классическая работа Чернова о структуре литой стали в значителвной части посвящена анализу процесса кристаллизации металла в ходе его затвердевания и изучению строения стального слитка. Оценивая этот и последующ,ие труды великого металлурга, акад. А. М. Самарин пишет Д. К. Чернов является общепризнанным творцом учения о кристаллическом строении лптой стали. Ему принадлежит анализ механизма образования кристаллов — дендритов, анализ кинетики процесса кристаллизации. Такие, впервые введенные Д. К. Черновым понятия, как [c.86]

Согласно [3 I W стремится распределиться в сплаве по осям дендритов, Мо — в междендритных слоях, а Nb — в пограничных слоях кристалла. Последнее связано с образованием карбидов ниобия, так как углерод у многих сплавов стремится в первую очередь к выделению на поверхности кристаллов, когда содержание его в сплаве нгвысоко. [c.182]

Далее, по микрофотографии наилавки № 21 видно начало образования дендритных зерен твердого раствора, а на микроснимке наилавки № 22 — дальнейшее развитие дендритных форм. У наилавок № 23 и 24 видно четко выраженное дендритное строение. Дендриты аусте-нита находятся в ледебуритной эвтектике. [c.39]

Свойства металла шва, кш и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет вторичную структуру, т. е. структуру, образующуюся после окончания превращения аустенита. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитнач структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора углерода в ужелезе — аустенита. [c.171]

Процесс первичной кристаллизации сварочной ванны аустенитного шва также носит периодический характер. Сварной шов отличается чешуйчатым строением, Ден-дриты нижней чешуйки служат основой для роста ден-дритов следующей чешуйки. Наличие феррита нарушает правильные столбчатые ряды деидритов и способствует получению дезориентированной структуры. Дендриты и межкристаллитные прослойки получаются тоньше. Лусте-нитно-ферритовые швы с измельченной дезориентированной структурой отличаются высокой стойкостью против образования горячих трещин и устойчивостью против межкристаллитной коррозии. [c.180]

В теории затвердевания изложенный меха,низм в своей основе остался без изменений. Считается, что образование рассеяной пористости является неизбежным. Можно лишь при дендритном росте кристаллов добиться уменьшения размера пор, увеличивая дис1персность микростроения кристалла (например, уменьшением расстояния между вторичными осями дендритов при ускорении затвердевания отливки). Для герметичности отливок и их механических свойств рассеяная усадочная пористость большой угрозы не представляет. [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...