Процесс кристаллизации

Прохождение упомянутых дисциплин предполагает достаточно глубокое изучение студентами таких вопросов, как классификация способов сварки, теоретические основы источников теплоты, используемых при сварке, физико-металлургические и тепловые процессы при сварке, процессы кристаллизации металла сварного шва и технологическая прочность сварных соединений и т. п. [c.3]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.43]

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]

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.46]

Качественная схема процесса кристаллизации, изображенная на рис. 27, может быть представлена количественно кинетической кривой (рис. 28). [c.47]

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]

В процессе кристаллизации, пока кристалл окружен жидкостью, он часто имеет правильную форму, но при столкновении и срастании кристаллов их правильная форма нарушается, внешняя форма кристалла оказывается зависимой от условий соприкосновения растущих кристаллов. Вот почему кристаллы металла, зерна (кристаллиты) не имеют правильной формы, о чем указывалось в гл. I. [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]

Процесс кристаллизации может протекать только при условии уменьшения свободной энергии, поэтому, если образуется зародыш размером меньше (рис. 30), он расти не может, так как это повело бы к увеличению энергии системы. Если же образуется зародыш размером г и более, то его рост возможен, так как это приведет к уменьшению свободной энергии. [c.50]

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]

В процессе кристаллизации изменяются и концентрация фаз (поэтому состав жидкости изменяется), и количество каждой фазы (при кристаллизации количество твердой фазы увеличивается, а жидкой уменьшается). В любой точке диаграммы, когда (В сплаве одновременно существуют две фазы, можно определить количество обеих фаз л их концентрацию. Для этого служит так называемое правило рычага, или правило отрезков. [c.121]

Процесс. кристаллизации сплава I в равновесных условиях будет протекать следующим образом. В точке / начинается кристаллизация, выпадают кристаллы В, и концентрация жидкости изменяется по кривой I — D. В точке 2 при постоянной температуре образуется неустойчивое химическое соединение по [c.134]

В приведенных выше диаграммах (см. рис. 98, 105) рассматривали первичные превращения, связанные с процессом кристаллизации жидкого сплава. [c.134]

Разбирая процесс кристаллизации твердого раствора по диаграмме, приведенной на рис. 96, мы видели, что состав твердого раствора и жидкости изменяется непрерывно. Ранее выделившиеся кристаллы более богаты тугоплавким компонентом, чем образовавшиеся позднее при меньшей температуре. Твердая фаза в процессе равновесной кристаллизации должна быть все время однородной, поэтому предполагается, что процесс выравнивания состава твердой фазы (путем диффузии) не будет отставать от процесса кристаллизации. Однако обычно при кристаллизации твердых растворов первые кристаллы имеют более высокую концентрацию тугоплавкого компонента, чем последующие. Вследствие этого ось первого порядка дендрита содержит больше тугоплавкого компонента, чем ось второго порядка, и т. д. Междендритные пространства, кристаллизовавшиеся последними, содержат наибольшее количество легкоплавкого компонента, и поэтому они самые легкоплавкие. Описанное явление носит название дендритной ликвации. Состояние дендритной ликвации является неравновесным, неоднородный раствор имеет более высокий уровень свободной энергии, чем однородный. При длительном нагреве сплава дендритная ликвация может быть в большей или меньшей степени устранена диффузией, которая выравнивает концентрацию во всех кристаллах. [c.138]

Рассмотрим теперь процесс кристаллизации жидкого раствора по диаграмме состояния (рис. 109). [c.139]

Следовательно, при этой температуре (/ ") в неравновесных условиях процесс кристаллизации не заканчивается, и из оставшейся жидкости будут выделяться кристаллы, по концентрации соответствующие положению линии се, а средний [c.139]

Кристаллизация сплава начнется в точке /, когда из него будут выделяться кристаллы -твердого раствора. В процессе кристаллизации концентрация жидкости изменяется по линии АВ (часть линии ликвидус), а концентрация твердой фазы — по [c.168]

В точке 2 количество жидкой фазы становится равным нулю, процесс кристаллизации заканчивается, образуется однородный твердый раствор -а. Вновь сплав испытывает превращение в интервале температур 3—4, когда а-твердый раствор превращается в -твердый раствор. Концентрация фаз изменяется в соответствии с положением линий HN и JN. [c.169]

Из рассмотренных первичных процессов кристаллизации можно сделать следующий важный вывод. [c.172]

Однако получить надлежащую структуру свинцовистой бронзы трудно, так как большой температурный интервал кристаллизации (954—32б°С) (см, диаграмму состояния Си—РЬ, рис. 438, б) ири различии в плотности меди и свинца благоприятствует усиленной ликвации по плотности. Это явление можно предупредить ускорением охлаждения расплава в процессе кристаллизации. [c.618]

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]

Литейное производство — отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок. [c.120]

Получить отливки без усадочных раковин и пористости возможно за счет непрерывного подвода расплавленного металла в процессе кристаллизации вплоть до полного затвердевания. С этой целью на отливки устанавливают прибыли-резервуары с расплавленным металлом, которые обеспечивают доступ расплавленного металла к участкам отливки, затвердевающим последними. На рис. 4.5, а прибыль / не может обеспечить доступ расплавленного металла к утолщенному участку отливки 3. В этом месте образуется усадочная раковина 2 и пористость. Установка на утолщенный участок прибыли 4 (р с. 4.5, б) предупреждает образование усадочной раковины и пористости. [c.125]

Поры в сварных швах образуются в процессе кристаллизации сварного шва в результате выделения газов из пересыщенного газами затвердевающего металла. Причины появления пор насыщение жидкого металла сварочной ванны газами вследствие повышенной влажности электродных покрытий, флюсов, защитных газов (водородом), нарушения защиты (азотом) и интенсивных окислительных процессов в шве (оксидом углерода) охлаждение сварных швов при кристаллизации с большой скоростью, вследствие чего затрудняется выход пузырьков газа из кристаллизующегося шва в атмосферу. [c.232]

При участии в процессах газообразной фазы приходится вводнть в расчеты более сложную величину — термодинамический потенциал шстеиы. Но процесс кристаллизации, в котором газообразная фаза не уч с ву т, вполне может быть охарактеризован свободной энергией. [c.44]

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]

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]

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]

Ранее было отмечено, что реальный процесс кристаллизации осложняется влиянием [юбочиых факторов (п. 4). Сочетание влияния этп.х приведенных [c.51]

Жидкий металл имеет больший объем, чем закристаллизовавшийся, поэтому залитый в форму металл в процессе кристаллизации сокращается в объеме, что приводит к образованию пустот, называемых усадочными раковинами усадочные раковины iMoryT быть либо сконцентрированы в одном месте, либо рассеяны по всему объему слитка или по его части. Они (могут быть заполнены газами, растворимыми в жидком металле, но выделяющимися при кристаллизации. В хорошо раскисленной так называемой спокойной стали, отлитой в изложницу с утепленной Надставкой, усадочная раковина образуется в верхней части слитка, и в объеме всего слитка содержится малое количество газовых пузырей и раковин (рис. 35,а). Недостаточно раскисленная, так называемая кипяш,ая сталь, содержит раковины и пузыри во всем объеме (рис. 35,6). [c.53]

Если 1взять сплав, соответствующий этому соотношению, т. е. содержащий 13%) Sb и 87°/о РЬ, то у него из жидкости при одной температуре одновременно выделятся оба вида кристаллов без предварительного выделения свинца (см. кривую рис. 90,г). Наконец, если взять сплав с содержа ием сурьмы более 13%, то предварительно будет выделяться сурьма (см. кривую рис, 90,(5), и сплав по мере выделения сурьмы будет обогащаться свинцом когда он в процессе кристаллизации охладится до 246°С, то жидкость будет содержать 13% Sb и начнется совместная кристаллизация обоих видов кристаллов при постоянной температуре. [c.117]

При наличии одновременно трех фаз в двойной системе количество их нельзя определить, так как в процессе кристаллизации количество их непрерывно меняется. Так, в диаграмме I рода три фазы могут сосуществовать при температуре кристаллизации эвтектики, когда в равновесии находятся три фазы, копцеитрациоиные точки которых расположены на одной горизонтали, т. е. жидкость концентрации С, кристаллы А концентрации D и кристаллы В концентрации Е (см. рис. 93). В процессе кристаллизации количество жидкой фазы С уменьшается, а количества твердых фаз увеличиваются, концентрация же фаз не меняется. [c.123]

Линия АтВ является линией ликвидус, а лишя АпВ — линией солидус. Процесс кристаллизации изображается кривой ох-лаж-дения сплава (рис. 97). [c.124]

Линия А В является на этой диаграмме линией ликвидус, линия AD B — линией солидус. Зная правило фаз и правило отрезков, можно проследить за процессом кристаллизации любого сплава. [c.125]

Кристаллизация сплава I. Выше точки / сплав находится в жидком состоянии, В точке 1 начинается процесс кристаллизации. Выделяются кристаллы твердого расттвора а, концентрация которого -изменяется по кривой а—2, а состав жидкости изменяется по кривой 1—Ь. В точке 2 кристаллизация закончится, и полученные кристаллы твердого раствора должны иметь (для равновесной кристаллизации) концентрацию исход- [c.125]

Процесс кристаллизации тромны. сплавов подчиняется тем же основным правилам, что и кристаллизация двойных сплавов, т. е. правилу фаз и правилу отрезков, только применение последнего несколько затрудняется более сложным изображением систсмы (в пространстве). [c.148]

Наконец сплав, отвечающий точке Е, состоит только из тройной эвтектики. Е данной системе это самый легкоплавкий сплав. Процесс кристаллизации начнется при температуре i с одновременным выделением кристаллов всех грех компоиснтон. [c.152]

На плоскостном изображении диаграммы (см. рис. 120) температурной оси мет. Можно проследить последовательно за процессом кристаллизации, не отмечая, при какой температуре, какая фаза начинает кристаллизоваться. Если на диаграмму нанести линии, соответствующие о.динаковым температурам (изотермы), т. е. линии, которые представляют собой пересечения горизонтальных (изотермических) плоскостей с поверхностями диаграммы, то можно будет с некоторым приближением судить о температурах превращения. [c.152]

Однако по этому разрезу нельзя проследить, как изменяется состав фаз, и определить их количество, так как линия рычага (конода) не лежит в плоскости разреза. Поэтому подобная диаграмма хотя и напоминает двойную, тем не менее двойной не является. По вертикальному разрезу тройной системы нельзя определить состав и количество фаз. Поэтому вертикальные разрезы тройных (и более сложных) диаграмм называют псевдобитрными диаграммами, так как они не являются настоящими, полноценными диаграммами состояний. По этим диаграммам можно судить о процессах кристаллизаций и превращений определенной серии сплавов (в зависимости от выбранного направления разреза) без применения к ней правила отрезков. [c.155]

Как было отмечено (гл. II), переход из одного агрегатного состояния в другое, например из жидкого состояния в твердое, вызван тем, что при из- менившихся условиях новое состояние оказывается более устойчивым, обладает меньшим запасом свободной энергии. Ниже температуры Г (см. рис. 25) устойчивым является кристалл и ниже этой температуры протекает процесс кристаллизации, так как это сопровождается уменьшением свободной энергии. [c.204]

Точка Та перехода жидкости в смесь аустенит+цементит при П47°С (линия E F на диаграмме железо — углерод, рис. 135). Следовательно, схематически линии изменения свободной энергии жидкого расплава и смеси аустенпт+цемситит при изменении температуры пересекаются при температуре 1147 (рис. 162). Ниже этой температуры протекает процесс кристаллизации, выше — плавленИ С. [c.204]

Если при кристаллизации рост решеток не ограничивается, то получаются кристаллы неограииченпого размера древовидной формы — дендриты (рис. 1,2). Так как процесс кристаллизации происходит из многих центров кристаллизации, то ветви дендритов при росте могут ограничивать друг друга и искажаться. Кристаллы неправильной формы называются зернами, или кристаллитами. Комплекс зерен— это поликристаллическое тело (рис. 1.3). [c.7]

Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в тве при температуре близкой к температуре солидуса. Горячие трещ..иы проходят по границам кристаллов и имеют окисленную поверхность. Склонность сплавов к образованию горячих трещин увеличивается при наличии неметаллических включений, газов (водорода, кислорода), серы и других примесей. Кроме того, образование горячих трещин вызывают резкие переходы от тонкой части отливки к толстой, острые углы, выступающие части и т. д. Высокая температура заливки способствует увеличению зерна металлической структуры и увеличению перепада температур в отдельных частях отливки, что повышает вероятность образования трещин. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...