Зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов

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

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при дуговой и газовой сварке подчиняется общим законам кристаллизации металлов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов. Специфика кристаллизации металла сварного шва заключается в большой скорости процесса. Скорость охлаждения сварного шва исчисляется обычно десятками и сотнями градусов в секунду. Специфика заключается еще и в том, что кристаллизация протекает на готовых центрах кристаллизации, которыми служат оплавленные кристаллиты основного металла, ограничивающие ванну жидкого металла. [c.168]

Зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов [c.39]

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при-электродуговой сварке подчиняется общим законам кристаллизации металлов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов [1, 12, 36]. Специфика заключается в большой скорости процесса. Для наплавленного металла характерно типичное для литого материала дендритное строение с расположением осей дендритов (кристаллов древовидной формы) в направлении отвода тепла (обычно перпендикулярно к границе раздела твердой и жидкой фаз). [c.145]

Кристаллизация складывается из двух элементарных процессов - зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. Скорость каждого из процессов зависит от степени переохлаждения (п) жидкости относительно равновесной температуры, т.е. температуры, при которой энергии Гиббса жидкого и кристаллического состояний равны. При п = О образование зародышей кристаллов (центров кристаллизации) невозможно, поскольку равен нулю движущий фактор процесса (разность энергий Гиббса жидкого и твердого состояний). С увеличением переохлаждения эта разность растет, вызывая увеличение скорости возникновения центров (числа центров - ч.ц.) и скорости роста кристаллов (с.к.). Однако, с увеличением п снижается диффузионная подвижность атомов, что вызывает торможение обоих элементарных процессов. При значительном переохлаждении атомы становятся столь малоподвижными, что кристаллизация полностью подавляется. [c.31]

Как установлено Д. К. Черновым, процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. Гораздо позже Тамман, изучая процесс кристаллизации, установил зависимость числа центров кристаллизации (ч. ц.) и скорости роста кристаллов (с. к.) от степени переохлаждения АТ (рис. 50). [c.102]

Великий русский ученый Д. К. Чернов еще в 1878 г. установил, что процесс кристаллизации состоит из двух стадий зарождения мельчайших частиц кристаллов (зародышей или центров кристаллизации) и роста кристаллов из этих центров (рис. 1.7). [c.10]

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]

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]

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]

Скорость процесса кристаллизации определяется двумя величинами скоростью зарождения центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов. [c.13]

При приближении к температуре затвердевания, как это сейчас установлено, еще в жидком состоянии атомы в отдельных местах располагаются в пространстве так же, как в кристаллических решетках, образуя атомно-кристаллические группы. Некоторые из таких атомно-кристаллических групп могут служить центрами кристаллизации ( зачатки ). От этих центров кристаллизации начинается рост кристаллов путем наращивания по граням атомных слоев. На фиг. 10 показана схема роста зерен при кристаллизации. На этой схеме, составленной для условий постоянной скорости кристаллизации и постоянной скорости зарождения центров кристалли- [c.18]

Процесс образования кристаллов путем зарождения центров кристаллизации и их роста можно изучать путем рассмотрения моделей (схем), что с успехом применялось И. Л. Миркиным. Подобная модель кристаллизации представлена на фиг. 23. Предположим, что на площади, изображенной на фиг. 23, за 1 сек. возникает пять зародышей, которые растут с определенной скоростью. К концу первой секунды образовалось пять зародышей, к концу второй секунды они выросли и одновременно с этим возникло еще пять новых зародышей будущих кристаллов. Так, путем возникновения зародышей и их роста идет процесс кристаллизации, который, как видно в данном примере, заканчивается на седьмой секунде. [c.27]

Процесс кристаллизации представляет собой возникновение в жидкой фазе небольших объемов твердой фазы (центров кристаллизации) и последующий их рост. Кинетику фазового превращения можно оценить двумя параметрами числом центров кристаллизации п, возникающих в единице объема за единицу времени (скорость зарождения), и линейной скоростью роста кристаллов с. Чем больше скорость зарождения центров кристаллизации и чем меньше скорость их роста, тем более мелкими получаются зерна. [c.433]

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

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]

А. Д. Чернов установил, что кристаллизация состоит из процесса зарождения зачатков или зародышей кристаллов (центров кристаллизации) и процесса роста кристаллов. Суммарная скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации в единице объема жидкого металла (ч. ц.) и скорости их роста (с. к.). Г. Тамман нашел, что число центров и скорость их роста [c.46]

Зарождение центров кристаллизации, рост кристаллов, вязкость, степень насыщения компонентами жидкого металла определяются энергическим состоянием системы отливка — форма и в большей степени теплообменом между отливкой и формой. [c.55]

Процесс состоит из зарождения центров кристаллизации (зародышей) аустенита и постепенного роста кристаллов аустенита вокруг этих центров. Центры кристаллизации (зародыши) аустенита прежде всего образуются на поверхности раздела феррита и пластинок или зернышек цементита. Поэтому первые участки аустенита (темные точки на фиг. 109, а) появляются на границах зернышек цементита в феррите, в дальнейшем участки аустенита увеличиваются (фиг. 109, б и в). Это объясняется тем, что в пограничных областях между частицами цементита и ферритной основы сосредоточивается большое количество дислокаций, вакансий, промежуточных атомов, атомов примесей и других несовершенств строения решетки, а также имеется избыток свободной поверхностной энергии. Все это наряду с близостью цементита создает здесь благоприятные условия для диффузии углерода и образования аустенита. Образующийся при этом аустенит имеет около 0,8% углерода. [c.180]

Как известно, к анализу процессов образования кристаллов не только из жидкой фазы, но и в случае фазовых превращений в твердом состоянии могут быть привлечены представления о кристаллизационных параметрах - скорости зарождения центров кристаллизации с и скорости их роста С. В чисто математическом аспекте задача описания кинетических закономерностей таких превращений при изотермическом характере процесса решена Н.А. Колмогоровым и устанавливает временную зависимость объема новой фазы в виде [c.67]

Рост кристалла заключается в том, что к поверхности зародышей присоединяются все новые атомы жидкого металла. Сначала образовавшиеся кристаллы растут свободно, сохраняя правильную геометрическую форму. При столкновении растущих кристаллов их форма нарушается, и в дальнейшем рост продолжается только там, где есть свободный доступ к расплаву. В результате кристаллы не имеют правильной геометрической формы. Такие кристаллы называются зернами. Размер зерен зависит от скорости зарождения центров кристаллизации (СЗ) и скорости роста кристаллов (СР). На рис. 1.5,6 показана зависимость этих параметров от степени переохлаждения расплава. [c.12]

В книге описан метод вакуум-кристаллизации, затронут широкий круг вопросов, связанных со структурой жидкого металла, его переохлаждением, межфазным натяжением, вязкостью, кинетикой зарождения центров и роста кристаллов. [c.5]

При введении в расплав соответствующих модификаторов уменьшается работа образования зародышей, скорость зарождения центров кристаллизации в переохлажденном расплаве увеличивается, и происходит одновременный рост большого количества тонких столбчатых кристаллов, имеющих примерно одинаковую направленность. Вследствие этого фронт кристаллизации становится более равномерным, что способствует ослаблению возникающих напряжений в корке слитка, уменьшению ее деформации и образованию равномерного зазора. Толщина зазора к тому же становится меньше, так как модификаторы способствуют уменьшению усадки, что установлено измерением диаметров модифицированных и немодифицированных полых слитков. Кроме того, происходящая под влиянием модификаторов дегазация расплава устраняет выделение на фронте кристаллизации газовых пузырьков, тормозящих затвердевание слитка. [c.154]

Основы теории кристаллизации разработаны основоположником металловедения Д. К. Черновым, который установил, что кристаллизация состоит из двух процессов зарождения мельчайших частиц кристаллов (зародышей, или центров, кристаллизации) (рис. 3, а) и роста кристаллов из этих центров (рис. 3,6). [c.14]

Процесс кристаллизации состоит из двух одновременно протекающих процессов 1) зарождения в жидком металле центров кристаллизации и 2) роста кристаллов из этих центров. [c.74]

Основными параметрами процесса кристаллизации являются скорость зарождения центров кристаллизации (число центров — ч. ц.) и скорость роста кристаллов (скорость кристаллизации — с. к.). Установлено, что ч. ц. и с. к. определяются степенью переохлаждения (рис. 23, в). [c.76]

Растворимые и нерастворимые примеси влияют на зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов. Малые добавки растворимой примеси оказывают сушественное влияние на скорость зарождения ценгров кристаллизации, а также на форму и физические свойства образующихся кристаллов. Нерастворимые примеси служат центрами кристаллизации. Для предотвращения плотных солевых отложений в системах водоснабжения можно использовать также нерастворимые примеси в виде тонкодисперсных порошков, так называемых зернистых присадок [189]. Затравки служаг для снижения интенсивности отложений солей на поверхности теплопередачи за счет кристаллизации накипеобразователей на их частицах. Чтобы указанный способ был эффективен, необходима идентичность кристаллических структур присадки и образующихся в системе кристаллов. В случае несоответствия кристаллографического состава затравки образующимся отложениям применяется рециркуляция затравки с целью ее активации. При этом частицы затравки покрываются образующимися кристал-лa и. Описанный метод в настоящее время успешно применяется для предотвращения отложений в котлах. [c.179]

Основы теории кристаллизации были разработаны более 100 лет назад основоположником науки о металлах — металловедения — Д.К. Черновым, который установил, что кристаллизация состоит из двух процессов зарождения мельчайших частиц твердого вещества, нгзыъг.шых зародышами, или центрами кристаллизации, и роста кристаллов из этих центров. При охлаждении металла ниже в различных участках жидкого металла образуются устойчивые, способные к росту кристаллические зародыши. С понижением температуры расплава количество зародышей возрастает. В реальных условиях центры кристаллизации образуются на тугоплавких неметаллических включениях. [c.11]

Процесс кристаллизации состоит из йпух стадий зарождения кристаллов (зародышей или центров кристаллизации) и роста кристаллов из этих центров. При переохлаждении сплава ниже Тп на многих участках жидкого металла рис. 4, а, б) образуются способные к росту кристаллические зародыши. Сначала образовавшиеся кристаллы растут свободно и имеют более или менее правильную геометрическую форму рис. 4у в, г, д). Затем при со- [c.8]

Для кристаллов наиболее предпочтительной является граненая форма без разветвлений, получаемая при небольших АГ. С увеличением АГ раз-ветвленность кристаллов увеличивается, а на границах дендритов скапливаются примеси и поры. Наложение поля приводит к уменьшению переохлаждения и препятствует развитию дендритной структуры. Чем больше скорость зарождения центров кристаллизации и чем меньше скорость их роста, тем мельче зерна. [c.47]

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

Полиэдрическая структура образуется при большой протяженности Ь, очень больших значениях т и малом grad Гф В этих условиях перед фронтом кристаллизации в зоне максимального переохлаждения возможно самостоятельное зарождение центров кристаллизации, образование кристаллов, их развитие и встречный рост в направлении растущих кристаллитов движущегося фронта кристаллизации. [c.454]

Примеси, растворенные в жидком металле, могут также измельчать зерно и изменять его форму. Примеси при затвердевании в виде тонкого слоя осаждаются на поверхности растущего кристалла и Офаничивают его рост. Чем больше скорости охлаждения и зарождения центров кристаллизации, тем больше скорость кристаллизации и более мелкозернистая структура сплава. При мелкозернистой структуре механические свойства сплава повышаются. [c.11]

В общем виде размер кристалла Л =, где с. к. — линейная скорость роста кристаллов в мм мин, а ч. и . — скорость самопроизвольного зарождения центров кристаллизации в 1 m Imuh. [c.44]

При определенном соотношении содержания кремния, кислорода и других элементов очень трудно предупредить зарождение и рост кристаллов. Кристаллизация или расстекловывание с образованием крупных кристаллов отрицательно влияет на прочность и прозрачность стекла. Кристаллизацию предупреждают подбором химического состава стекла и условий его варки. Напряжения в стеклянных изделиях из-за различия плотности в разных участках устраняют нагревом, достаточным для перестройки элементов структуры и выравнивания плотности. Из стекол специального состава при помощи контролируемой кристаллизации получают ситаллы, или стеклокристаллические материалы. Структура си-таллов представляет собой смесь очень мелких (0,01-1 мкм), беспорядочно ориентированных кристаллов (60 - 95 %) и остаточного стекла (5 — 40 % ). Исходное стекло по химическому составу отличается от остаточного стекла, в котором накапливаются ионы, не входящие в состав кристаллов. Такая структура создается в стеклянных изделиях после двойного отжига (первый нужен для формирования центров кристаллизации, второй — для выращивания кристаллов на готовых центрах). Для образования кристаллов в стекла вводят Li2 0, Ti02, AI2O3 и другие соединения. [c.45]

Образование новых кристаллов в твердом кристаллическом веществе называется вторичной кристаллизацией. Процесс кристаллизации состоит из двух одновременно идущих процессов — зарождения и роста кристаллов. Кристаллы могут зарождаться самопроизвольно — самопроизвольная кристаллизация — или расти на имеющихся готовых центрах кристаллизации — несамопроизвольная кристаллизация. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...