Периодичность процесса кристаллизации

Периодичность процесса кристаллизации 486 Перитектическое превращение 295, 296 [c.1196]

Можно указать на несколько факторов, вызывающих появление подобных дефектов. К ним относятся в первую очередь кинетические факторы, связанные с тем, что кристалл не успевает стать идеальным в процессе кристаллизации и последующей обработки. Далее следует указать, что при не слишком низких температурах из-за конкуренции энергетического и энтропийного факторов присутствие в кристалле некоторого количества дефектных мест будет отвечать термодинамическому равновесию. Наконец, уже созданные идеальные кристаллы могут оказаться испорченными под влиянием факторов (механической обработки, действия радиации), нарушающих строгую периодичность расположения атомов. По этим причинам реальные кристаллы имеют дефекты, и физические свойства кристалла формируются под совместным действием строгой периодичности и отступлений от нее. Можно привести немало примеров, свидетельствующих о важности учета вклада дефектов в формирование свойств материалов. Так, без учета этого вклада оказалось невозможным построение теории прочности и пластичности материалов, поскольку эти характеристики определяются степенью сопротивления тела действию сил, смещающих разные части тела относительно друг друга. Под действием радиации (мощные световые потоки, пучки электронов, нейтронов, заряженных ядер и т. д.). отдельные атомы или группы атомов оказываются выбитыми из своих правильных положений, и поэтому структура и свойства облученных материалов необъяснимы без оценки роли дефектов и т. д. В связи с этим важной составной частью физики твердого [c.228]

Периодичность процесса первичной кристаллизации сварочной ванны обусловливает появление нового вида ликвации — меж-слойной ликвации. Установлено, что ликвация между кристал- [c.104]

Начнем с рассмотрения обработки ультразвуком слитков, выплавляемых при вакуумном дуговом или электрошлаковом переплавах. Эти процессы различаются лишь значениями мощности т. е. мощности колебаний на конце слитка (на фронте кристаллизации), которые определяют получение заданного изменения структуры металла. Величина для различных объектов обработки может быть найдена опытным путем. При электрошлаковом переплаве меньше, чем при вакуумном дуговом переплаве, вследствие большего времени выплавки, а следовательно, и большей продолжительности воздействия колебаний на процесс кристаллизации. По мере выплавки слитка, если величина мощности Рсо, вводимой в слиток (в его начале), постоянна, эффективность обработки, определяемая мощностью на его конце, изменяется с ростом затухания колебаний вдоль пути их распространения, а также в результате периодичности значений и Такое изменение, как уже говорилось, вызывает появление периодичности измельчения структуры. Оптимальное использование мощности питания магнитострикционного преобразования, очевидно, связано с учетом характера изменения мощности Рсо. Наиболее эффективен режим обработки, при котором заданное значение поддерживается подстройкой системы и изменением по определенному закону мощности Р о, вводимой в начало слитка. Подстройка системы обращает х в нуль, а величину приводит к минимальному ее значению изменение мощности Рос компенсирует потери, связанные с затуханием колебаний в слитке. [c.500]

Возможны и другие причины неравномерного распределения элементов в металле шва. Например, избирательность кристаллизации вызывает неоднородность состава внутренних слоев дендри-тов, периодичность процесса кристаллизации — химическую неоднородность слоев и т. д. [c.215]

На рис. IV. представлена схема плавильного пространств , кристаллизующейся сварочной ванны и распределения температур впереди и позади дуги при сварке под флюсом. По мере перемещения электрической дуги металл сварочной ванны в ее хвостовой части и по бокам быстро охлаждаетсч благодаря отводу тепла в основной металл и при достижении температуры плавления (точнее, температуры кристаллизации) затвердевает (кристаллизуется). Фронт кристаллизации продвигается вслед за перемещающейся дугой с кратковременными остановками, обусловленными периодичностью охлаждения. Кристаллы растут в направлении, обратном криволинейной поверхности теплоотвода, разделяющей нерасплавленный основной металл и жидкий металл ванны. Периодичность процесса кристаллизации, по мнению большинства исследователей, обусловлена тем, что после затвердевания первого слоя охлаждение жидкого металла на некоторое время задерживается в связи с выделением скрытой теплоты плавления. Непрекращающийся отвод тепла в глубь основного металла обусловливает кристаллизацию второго слоя и т. д. В связи с этим в шве обнаруживаются слои кристаллизации (выявляемые специальным травлением), имеющие поверхность, соответствующую поверхности теплоотвода. Толщина каждого кристаллизационного слоя не превышает десятых долей миллиметра и находится в прямой зависимости от размера сварочной ванны и в обратной зависимости от скорости теплоотвода. [c.271]

В двух ранее рассмотренных случаях нами не учитывалось влияние диффузии на степень химической неоднородности. При установившихся непрерывных процессах кристаллизации незначительное диффузионное перераспределение примесей приводит к некоторому выравниванию концентраций, однако качественно картину их распределения не изменяет. Для прерывистого процесса кристаллизации характерно появление определенной периодичности в распределении примесных элементов по длине кристаллита. В момент замедления, а затем и остановки процесса диффузия примеси в жидкую и твердые фазы начинает играть существенную роль в выравнивании составов как внутри однородных фаз, так и между твердой и жидкой. Из рис. 12.25, в, видно, что в момент остановки процесса затвердевания слои жидкости, прилегаюш,ие к твердой фазе, обедняются примесью (—ДСж), а затвердевший металл обогащается ею. Возобновление процесса кристаллизации из обедненного состава жидкой фазы приводит к снижению содержания примеси во вновь образующихся кристаллитах (—АСтв). Повторяясь периодически, этот процесс приводит к появлению так называемой слоистой неоднородности. Количество легирующего элемента в жидкой и твердой фазах на границе сплавления определяется следующими зависимостями [c.459]

Реальные металлические материалы, как правило, являются по-ликристаллическими, то есть состоят из множества отдельных кристаллов, которые в общем случае имеют неправильную форму и называются кристаллитами или зернами. В отличие от идеальных кристаллов, в которых атомы кристаллической решетки расположены строго периодично, реальные кристаллы всегда имеют нарушения регулярности структуры (разупорядоченность), которые называются дефектами. Основными причинами отсутствия у реальных конструкционных металлических материалов идеального кристаллического состояния являются неравновесные условия кристаллизации металла, присутствие в его составе легирующих и примесных элементов, деформация кристаллической решетки вследствие воздействия на нее в процессе изготовления изделий механических, термических, радиационных и других факторов. [c.23]

Основную роль в образовании ростовых микродефектов в выращиваемых монокристаллах играют СТД — вакансии и межузельные атомы. В реальных условиях выращивания монокристаллов, уже на достаточно малых расстояниях от фронта кристаллизации возникают значительные пересыщения по СТД, обусловленные резкой температурной зависимостью их равновесных концентраций в алмазоподобных полупроводниках. Образующиеся избыточные неравновесные СТД аннигилируют на стоках, в качестве которых выступают боковая поверхность слитка и присутствующие в его объеме более крупномасштабные дефекты, прежде всего, дислокации. По отношению к СТд дислокации являются практически ненасыщаемыми стоками. С учетом высокой подвижности СТД при высоких температурах сток на дислокации (при достаточно высокой плотности последних в кристалле) играет основную роль в снятии пересыщения. Однако бездислокационные монокристаллы лишены такого рода эффективных внутренних стоков, а боковая поверхность слитка в силу чисто диффузионных ограничений не может обеспечить снятия пересыщения. В результате, в объеме кристалла образуются пересыщенные твердые растворы СТД, которые в процессе посткристаллизацион-ного охлаждения распадаются с образованием специфических агрегатов, получивших название микродефекты . Следует отметить, что в литературе отсутствует единая точка зрения по поводу определения понятия микродефект . Под этим термином мы будем понимать локальные нарушения периодичности кристаллической решетки, представляющие собой скопления точечных дефектов (собственных или примесных), не нарушающие фазового состояния основного вещества, а также дисперсные выделения второй фазы микронных и субмикронных размеров. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...