Первичная и вторичная кристаллизация сплавов

Первичная и вторичная кристаллизация сплавов [c.111]

ПЕРВИЧНАЯ И ВТОРИЧНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СПЛАВОВ [c.111]

Первичная и вторичная кристаллизаций сплавов 115 [c.115]

Используя перечисленные приемы или их комбинации, можно добиться заметного измельчения микроструктуры слитков практически всех промышленных сплавов. Наряду с измельчением размеров зерен в сплавах удается получить дисперсные и равномерно распределенные продукты, первичной и вторичной кристаллизации, способствующие получению УМЗ структуры при последующей обработке в твердой фазе. [c.103]

Литейные свойства металлов и сплавов прямо и непосредственно влияют на получение качественных отливок заданной конфигурации, на эксплуатационные показатели и получение качественных поверхностей. К литейным свойствам относят жидкотекучесть усадку склонность к поглощению газов и образованию газовых включений склонность к появлению неметаллических включений особенности первичной и вторичной кристаллизации и образования микро- и макроструктуры трещиноустойчивость образование литейных напряжений склонность к ликвации. [c.213]

Сплавы металлов с металлами или с металлоидами следуют при кристаллизации тем же закономерностям, что и чистые металлы, т. е. имеют первичную и вторичную кристаллизацию. При первичной кристаллизации компоненты могут образовывать твердые растворы, химические соединения и механические смеси. [c.12]

Процесс кристаллизации заключается в образовании кристаллитов (или зерен) в металлах или в их сплавах. Различают первичную и вторичную кристаллизацию. [c.163]

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом представлена на фиг. 1. Эта диаграмма относится к таким состояниям железоуглеродистых сплавов, когда в процессе их первичной и вторичной кристаллизации происходит выделение соответственно из жидкого [c.26]

Кристаллизация металла сварочной ванны начинается у границы с не-расплавившимся основным металлом В зоне сплавления. Различают кристаллизацию первичную и вторичную. Первичной кристаллизацией называют процесс перехода металлов и сплавов из расплавленного (жидкого) состояния в твердое. Структура металлов, не имеющих аллотропических превращений, определяется только первичной кристаллизацией. Металлы и сплавы, имеющие аллотропические формы или модификации, после первичной кристаллизации при дальнейшем охлаждении претерпевают вторичную кристаллизацию в твердом состоянии — переход из одной аллотропической формы в другую (фазовые превращения). [c.42]

Кристаллы р, выделяющиеся из жидкости при первичной кристаллизации, являются первичными кристаллами и обозначаются Pi. Вторичные р-кристаллы, выделяющиеся из твердого раствора при вторичной кристаллизации, обозначаются Рп- У сплава с концентрацией левее точки F вторичные выделения р-кристаллов отсутствуют. [c.44]

При пайке железа медью с разными зазорами структура, формирующаяся при затвердевании расплава, оказывается при прочих равных условиях различной в малых и больших зазорах. В широких зазорах (0,5—2 мм) кристаллизация происходит с образованием развитой дендритной структуры и имеет характер объемного затвердевания. Содерл<ание железа в осях дендритов достигает 4%, а на периферии падает до 2—2,5 % (массовые доли). Смена форм затвердевания с изменением размера зазора вызывается изменением условий кристаллизации. Согласно существующим представлениям тип кристаллизации сплавов определяется градиентом температуры расплава, а такл<е величиной и протяженностью области концентрационного переохлаждения вблизи фронта кристаллизации. При прочих равных условиях уменьшение зазора, а следовательно, слоя кристаллизующейся жидкости, начиная с определенного момента, приводит к таким изменениям указанных факторов, что дендритная форма кристаллов постепенно уступает место ячеистой, а последняя — преобладающему росту кристаллов с гладкой поверхностью. Окончательная кристаллическая структура металла шва не соответствует первоначальным формам роста кристаллов. Новые границы зерен в шве пересекают в произвольных направлениях дендритные и ячеистые кристаллы. При больших зазорах имеются участки, где вторичные границы совпадают с пограничными зонами первичных дендритов. При малых зазорах структура шва по ширине представляет собой один слой зерен. Возникновение вторичной структуры в литых сплавах связывается с образованием при кристаллизации большого числа дефектов (дислокаций и вакансий), способных перемещаться и группироваться в определенных участках затвердевающего металла. [c.34]

Эвтектическим превращением в сплавах называется такое, при котором происходит одновременная кристаллизация двух фаз при постоянной и самой низкой для данной системы сплавов температуре первичной кристаллизации, а эвтектоидное превращение соответствует аналогичному процессу при вторичной кристаллизации. [c.48]

Рассмотрим кривые охлаждения нескольких типичных сплавов и изменение их структуры при охлаждении. Начнем со сплава, обозначенного на рис. 31 римскими цифрами / — I. На рис. 32, а показана кривая охлаждения этого сплава. До точки 1 сплав находится полностью в жидком состоянии. В точке 1 появляются первые кристаллы а-раствора. Условимся называть кристаллы, выпавшие непосредственно из жидкого раствора в ходе первичной кристаллизации, первичными. Будем обозначать их буквой с индексом I, например — ai. При охлаждении от температуры, соответствующей точке I, до температуры, соответствующей точке 2, постепенно весь жидкий сплав превратится в кристаллы ai. В этом интервале температур охлаждение сплава происходит замедленным темпом, так как выделяется скрытая теплота кристаллизации. Кристаллы ai ниже температуры, соответствующей точке 2 на кривой охлаждения, охлаждаются быстро. Кривая охлаждения идет круто вниз. При температуре, соответствующей точке 3, достигается предел растворимости металла 5 в металле А. Из твердого раствора oi начинают выпадать кристаллы твердого раствора р. Кристаллы, выпадающие из твердого раствора в процессе вторичной кристаллизации, назовем вторичными и обозначим их буквой с индексом II. Следовательно, кристаллы твердого раствора р, выпавшие из ai кристаллов, следует обозначать рц. Выпадение кристаллов Рп сопровождается выделением тепла. Поэтому кривая охлаждения ниже точки 3 пойдет более полого. [c.47]

Как мы уже рассмотрели первичная структура стали, включает зерна аустенита. Она сохраняется до линии GSE (рис. 4.2 и 4.3). Указанная линия соответствует температурам, при которых начинается вторичная кристаллизация сталей различного состава. Линия PSK характеризует температуру, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации. Для сталей, представленных на диаграмме, эта температура равна 727 °С. При температурах ниже 727 °С существенных превращений в сталях не наблюдается, структура, полученная при 727 °С, сохраняется при дальнейшем охлаждении сплава (вплоть до комнатной температуры). Линия PSK называется эвтектоидной. Точка S диаграммы соответствует составу эвтектоида — перлиту. Какие структурные превращения претерпевает сталь при твердом состоянии Начнем изучение этих превращений с линии GS (рис. 4.3). Точка G соответствует превращениям, происходящим в чистом железе при 911 °С. Из предыдущего известно, что при этой температуре Y-железо переходит в а-железо. У сталей этот процесс также происходит, но ввиду того, что в решетке у-железа имеется то или иное количество углерода, он протекает при более низких температурах, чем у чистого железа. [c.64]

Особо важное значение в сплавах с взаимной ограниченной растворимостью компонентов имеет ее понижение с понижением температуры. Пределы насыщения твердых растворов а и 3 изменяются в зависимости от температуры по кривым и ЕО- Поэтому при понижении температуры сплавов по кривой ОЕ происходит процесс выделения кристаллов твердого раствора а по кривой Ей — твердого раствора а т- Этот процесс совершается при твердом состоянии сплавов и поэтому носит название вторичной кристаллизации, в отличие от первичной кристаллизации, которая происходит при затвердевании сплава. Чем ниже температура вторичной кристаллизации, тем мельче выделение кристаллов Чвт и Рвт- Этим свойством широко пользуется для создания в структуре сплавов мельчайших частичек, упрочняющих сплав [c.59]

Прежде всего каждый металл и сплав должен быть нагрет до вполне определенной температуры. Если нагреть сталь до температуры, близкой к температуре плавления (линия АЕ на диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов), наступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ. При пережоге происходит полная потеря пластичности. Пережженный металл представляет собой неисправимый брак и может быть отправлен только па переплавку. Нин<е температуры пережога лежит зона перегрева. Явление перегрева заключается в резком росте размеров зерен. Вследствие того, что крупнозернистой первичной кристаллизации (аустенит), как правило, соответствует крупнозернистая вторичная кристаллизация (феррит перлит или перлит -Ь цементит), механические свойства изделия, полученного обработкой давлением из перегретой заготовки, оказываются низкими. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Однако для некоторых сталей (например, хромоникелевых) исправление перегретого металла сопряжено со значительными трудностями, и простой отжиг оказывается недостаточным. [c.88]

Кривые охлаждения металла, полученные при реальном процессе кристаллизации (с переохлаждением) (рис. 11, в, г), отличаются от кривых теоретического процесса (рис. 11, а). Явление переохлаждения имеет большое практическое значение как при первичной, так и при вторичной кристаллизации металлов и сплавов. [c.38]

Необходимо, однако, отметить, что роль вторичных кристаллов очень велика там, где они сосуществуют только с твердым раствором. При дальнейшем повышении концентрации, когда образуется эвтектика, уже имеющая значительное количество того же компонента, который выделяется при вторичной кристаллизации, и тем более в заэвтектических сплавах, где имеются еще и первичные кристаллы того же компонента, который выделяется при вторичной кристаллизации, — роль вторичных кристаллов становится менее значительной. Кроме того, чем больше эвтектики (и особенно в заэвтектических сплавах), тем труднее обнаружить при микроскопическом исследовании вторичные кристаллы, так как они сливаются с одноименной фазой в самой эвтектике и с первичными кристаллами этой же фазы. Поэтому очень часто при описании структур областей, в которые входит эвтектика, наличие вторичных кристаллов не отмечают, т. е. считают их слившимися с эвтектикой. [c.63]

Этот процесс происходит в твердом состоянии и называется вторичной кристаллизацией в отличие от первичной, которая происходит при затвердевании сплавов. [c.113]

Для металлов и сплавов, претерпевающих при охлаждении аллотропические превращения (сплавы железа с углеродом и другие технические сплавы), первичная структура сохраняется до температуры аллотропического превращения. Для сплавов на основе железа аллотропические превращения проявляются в переходе у-железа в а-железо. Переход металла шва из одного аллотропического состояния в другое, происходящий в твердом состоянии, называется вторичной кристаллизацией. Структура металла шва, возникающая в результате вторичной кристаллизации, называется вторичной структурой. Характер вторичной микроструктуры зависит от химического состава металла шва, термического цикла и других причин. [c.91]

Кристаллизация металлов. Кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах и сплавах при переходе из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация), а также перекристаллизация в твердом состоянии (вторичная кристаллизация) при их охлаждении. К вторичной кристаллизации относятся перекристаллизация из одной модификации в другую (полиморфные превращения), распад твердых растворов, распад или образование химических соединений. [c.21]

Весь углерод в виде графита выделяется лишь при крайне медленном охлаждении сплава если же охлаждение при кристаллизации (как первичной, так и вторичной) ускоряется, то выделяется не графит, а аустенит. Так, при ускоренном охлаждении при температуре линии P S K (см. рис. 58) выделение графитного эвтектоида прекращается и оставшийся углерод переходит (согласно линии PSK) в перлит. У такого чугуна основа доэвтектоидной стали (феррит и перлит) испещрена чешуйками графита, его называют феррит но-перлитным (рис. 59, б). [c.82]

После подробного рассмотрения процессов первичной и вторичной кристаллизации железо-углеродистых сплавов системы Ре—РвдС и развернутого полного обозначения фаз и структурных составляющих введем для них условные обозначения. [c.163]

У металлов н сплавов е аллотропическими модификациями, например у сталей, в процессе охлаждения в твердом состоянии протекает вторичная кристаллизация или перекристаллизация. В этом случае свойства вторичной структуры определяются модификациями, стабильными при более низких температурах. Существует, однако, определенная связь между первичной и вторичной структурами, поэтому необходимы исследования первичной структуры н у сплавов е аллотропическими превращениями. Кроме того, первичная структура перед перекристаллизацией подвержена воздействию нагрузок, например усадочных напряжений. Образующиеся в сварных швах трещ.ины не могут быть объяснены вторичной кристаллизацией. Поэтому для металлографических исследований важно иметь представление о процессах первичной кристаллизации. [c.30]

По характеру превращения сплавов с изменением температуры всю диаграмму можно разбить на две части 1) верхнюю, охватывающую первичную кристаллизацию сплавов, от линии ликвидуса АСО до линии солидуса АЕСР 2) нижнюю — от линии солидуса до полного охлаждения, охватывающую процессы вторичной кристаллизации сплавов и образования определенных структур. [c.72]

Выше линии ликвидуса АСО сплавы любой концентрации находятся в жидком состоянии. Линия солидуса АЕСР показывает температуру затвердевания сплавов, т. е. на этой линии заканчиваются процессы первичной кристаллизации. Между линией солидуса и линией Р8К. проходят процессы вторичной кристаллизации сплавов. [c.72]

Кристаллизация металла (рис. 24, 25) сварочной ванны начинается у границы с нерасплавившимся основным металлом в зоне сплавления. Различают кристаллизацию первичную и вторичную. Первичной кристаллизацией называют процесс перехода металлов и сплавов из жидкого состо- [c.105]

Кривая охлаждения и схемы структур этого сплава при различных температурах показаны на рис. 99, Кристаллы р, выделившиеся из твердого раствора, называются вторичными кристаллами и часто обозначаются символом Рп в отличие от первичных р-кр,исталлов (ipi),. выделяющихся из жидкости. Процесс выделения втО(ричных кристаллов из твердой фазы щосит название вторичной кристаллизации в отличие от процесса первичной кристаллизации, когда кристаллы (первичные) образуются Б жидкой фазе. [c.126]

Условия сварки, режим сварки, направление теплоотвода, скорость кристаллизации и охлаждения, объем сварочной ванны оказывают заметное влияние на структуру сварных швов. При сварке углеродистых и конструкционных сталей, как известно, условия сварки сказываются не столько на первичной, сколько на вторичной структуре шва. При сварке хромоникелевых аусте-нитных сталей и сплавов фазовые превращения, т. е. вторичная кристаллизация, сводятся, обычно только к выпадению избыточной фазы по границам зерен (кристаллов) аустенйта или по границам полигонизации. В то же время под влиянием изменений условий сварки первичная структура хромоникелевых сварных швов претерпевает весьма суш,ественные изменения. Большая скорость кристаллизации обусловливает развитие структурной микронеоднородности в сварном шве, а также межслойной ликвации и способствует подавлению зональной ликвации. [c.118]

В процессе первичной кристаллизации, по линии АС, из жидкого сплава будут выделяться кристаллы твердого раствора углерода в у-иселезе, т. е. аустенит. При содержании углерода в сплавах до 2,14 % (углеродистые стали) первичная кристаллизация закончится образованием однородного по составу аусте-нита. Для сплавов с содержанием углерода от 2,14 до 4,3 % (до-эвтектические чугуны) первичная кристаллизация закончится образованием аустенита, при понижении температуры на линии ЕС образуются эвтектика, содержащая 4,3 % углерода, т. е. ледебурит, и вторичный цементит, который выделится из переохлажденного углеродом аустенита при температурах ниже 1147 °С — в процессе вторичной кристаллизации. В точке С при 1147 °С образуется эвтектика, содержащая 4,3 % углерода, т. е. ледебурит. [c.63]

На рис. 31 представлена диаграмма с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (диаграмма с эвтектикой). Помимо линий ликвидус и солидус (АСВ и AD EB) диаграмма содержит линии DF и EG предельной растворимости компонента В в твердом растворе а (А(В)) и компонента А в твердом растворе Р (В(А)), соответственно. Кристаллизация сплава "с" начинается после пересечения линии ликвидус с вьцеления кристаллов твердого раствора р. Затем при пересечении линии D E (линии эвтектики) образуется эвтектическая смесь из твердых растворов а и р. При дальнейшем охлаждении, в связи с уменьшением растворимости компонента А в В (А) вьщеляются кристаллы твердого раствора а, богатого компонентом А. В конечном счете структура сплава представлена первичными кристаллами Р, эвтектикой (а + Р) и вторичными кристаллами а. [c.38]

Структурная диаграмма состояния Fe—РезС является сложной диаграммой, так как в сплавах железо — углерод происходят не только превращения, связанные с кристаллизацией, но и превращения в твердом состоянии. Поэтому вначале рассмотрим первичную, а затем вторичную кристаллизацию этих сплавов. [c.139]

Диаграмма состояния Fe—Feg сложная, так как в сплавах железо — углерод происходят превращения, не только связанные с первичной кристаллизацией, но и в твердом состоянии (аллотропические превращения железа и распад твердых растворов аустенита и феррита). Поэтому вначале рассмотрим первичную, а затем вторичную кристаллизацию этих сплавов. [c.79]

Для лучшего уяснения диаграммы Ре—С проследим процесс охлаждения доэвтектоидного сплава состава / (фиг. 27). По мере охлаждения в точке а сплав начинает затвердевать, п из жидкого сплава выпадают кристаллы аустенита. Между точками а и б количество жидкости будет постепенно уменьшаться, и в точке б сплав окончательно затвердеет, получив структуру аустенита. На этом заканчивается первичная кристаллизация. До точки в аустенит охлаждается без каких-либо изменений. В точке в на линии 08 начнется вторичная кристаллизация, связанная с выделением феррита пз аустенита и переход ужелеза в а-железо. Выделение свободного феррита из твердого раствора приводит к увеличению количества углерода в остающемся аустените в точке г содержание углерода составляет 0,8% и аустенит, имеющий эвтектондную концентрацию, распадается с образованием перлита. Ниже точки г сплав при дальнейшем охлаждении ника ких изменений не претерпевает. Сплавы, содержащие 0,045—1,45% углерода, относятся к сталям. Стали, содержащие менее 0,8% углерода, будут охлаждаться аналогично рассмотренному сплаву, и структура таких сталей при медленном охлаждении будет состоять из феррита и перлита. Структура эвтектоидной стали состоит из перлита, а заэвтектоидной — из перлита и цементита. [c.75]

У сплавов лгслеза с углеродом первичная структура сохраняется до температуры аллотропических превращений, заключающихся в изменении строения металла, которое происходит в твердом состоянии и называехся вторичной кристаллизацией. Структуру металла наплавки называют вторичной структурой. Вторичная кристаллизация приводит к изменению микроструктуры почти не влияя на макроструктуруХарактер вторичной микроструктуры зависит от химического состава наплавленного металла и скорости его охлаждения. При вторичной кристаллизации в наплавленном металле могут возникать дефекты в виде холодных трещин. [c.25]

При обратном нроцессе с понин ением температуры в металлах и сплавах происходит образование кристаллов — кристаллизация. Причем при переходе из жидкого (расплавленного) состояния в твердое это явление носит название первичной кристаллизации перекристаллизация из одной модификации в другую в процессе охлаждения уже затвердевшего металла (сплава) называется вторичной кристаллизацией. [c.20]

Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. В торичная кристаллизация в металле шва. Как установлено ранее, процесс первичной кристаллизации в сварочной ванне сплава /—/ (малоуглеродистая сталь) заканчивается достижением температуры Гс (рис. 151). Металл приобретает аустенитную структуру у-Ре, но аустенитные зерна образуются в пределах первичных столбчатых кристаллов. [c.285]

Залитый в форму металл при охлаждении начинает крнсталли воваться. Кристаллизация — это процесс образования кристаллов при переходе из жидкого или газообразного состояния в твердое, а также при превращении одной фазы в другую в процессе остывания затвердевающего сплава. Образование кристаллов при Переходе из жидкого или газообразного состояния в твердое называют первичной кристаллизацией, а изменение формы кристаллов в твердом состоянии — вторичной кристаллизацией. От первичной кристаллизации зависит и вторичная, поэтому первичная кристаллизация является важнейшим фактором, определяющим механические и другие свойства отливки. [c.212]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...