Процесс кристаллизации и структура сплавов

Процесс кристаллизации и структура сплавов —ЗЬ [c.74]

Модификаторы. Модифицирование — процесс воздействия на кристаллизацию и структуру сплава (улучшение механических свойств) введением в расплавленный металл малых присадок (модификаторов), практически не изменяющих его химический состав. [c.156]

Процесс затвердевания, кристаллизация и структура сплавов [c.55]

Кривая охлаждения доэвтектического сплава II приведена на рис. 72. В интервале температур О—1 с = 2) можно задавать состав расплава и одновременно изменять его температуру (охлаждать). Начало кристаллизации твердого раствора а соответствует точке I. В интервале кристаллизации 1—2 состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус от точки / до точки С, в то время как состав твердого раствора изменяется по линии соли-дус от точки d до точки D. Процесс осуществляется при переменной температуре, поскольку с = 1. Таким образом, при достижении температуры, соответствующей точке 2, жидкая фаза приобретает эвтектическую концентрацию и превращается в смесь двух твердых растворов (сс + р). После окончания кристаллизации эвтектики структура сплава состоит из первичных кристаллов а и эвтектики а + р. [c.99]

Отмечая недостатки аморфных сплавов, авторы в первую очередь назвали два из них — низкую термическую стабильность и недостаточную временную стабильность. Первый из них связан с развитием процессов кристаллизации и расслоения, второй — с релаксацией атомной структуры аморфной фазы. Негативное влияние временной нестабильности в первую очередь сказывается на таких служебных свойствах, как магнитные. При этом временная нестабильность магнитных свойств во многом является отражением развития в аморфной фазе процессов композиционного направленного упорядочения, приводящих к стабилизации границ доменов. Повышение термической и временной стабильности свойств технически важных аморфных сплавов — одна из важнейших задач, стоящих перед исследователями аморфных сплавов. [c.22]

Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанный с этим процессом ряд закономерностей строения их описываются при помощи диаграмм состояния сплавов, изображаемых в графической форме. Диаграммы состояния показывают фазовый состав и структуру сплавов в зависимости от температуры и концентрации компонентов. [c.11]

Критические точки начала и конца кристаллизации переносят с кривых охлаждения на диаграмму, где по оеи ординат нанесена температура, а по оси абсцисс — состав сплава. Затем точки начала и конца кристаллизации соединяются плавными линиями и получают диаграмму состояния. Эта диаграмма изображена в центре рис. 28. Там же показаны структуры различных сплавов, получающихся при кристаллизации в соответствии с данным типом диаграммы. Верхняя ломанная линия АСЕ соответствует началу кристаллизации и называется линией ликвидуса, нижняя горизонтальная линия ОСЕ, соответствующая концу кристаллизации, — линией солидуса. Выше линии ликвидус сплавы находятся в жидком состоянии. Между линиями ликвидус и солидус идет процесс кристаллизации, и сплавы состоят из твердой и жидкой фаз. Ниже линии солидус сплавы состоят из раз- [c.67]

Свойства сплава зависят не только от его хи.мического состава, но также и от строения кристаллов, сложившихся в процессе кристаллизации и последующего охлаждения сплава. При одинаковом среднем химическом составе сплава кристаллы могут иметь различный состав, а также могут различаться по размерам, форме, взаимной ориентировке. Наблюдаемое кристаллическое строение металла и сплава называется его структурой. Структура, наблюдаемая невооруженным глазом, называется макроструктурой. Микроструктура изучается под микроскопом на полированных и протравленных образцах (микрошлифах) при увеличениях в 100—500 и более раз (до 100000). [c.9]

Книга является учебником для учащихся техникумов по курсу Металловедение . В книге изложены вопросы, касающиеся строения и кристаллизации металлов, структуры сплавов, методов исследования структуры и свойств металлов и сплавов, влияния технологического процесса производства на структуру и свойства металлов и сплавов, основ термической обработки, классификации специальных сталей и цветных металлов и сплавов. [c.2]

Так как в жидком сплаве состава, соответствующего точке С, имеются и элемент А, и элемент В, которые не растворяются друг в друге в твердом состоянии, то при температуре должна в процессе кристаллизации образоваться структура, представляющая собой механическую смесь кристаллов А и кристаллов В. Образующаяся при этом механическая смесь сравнительно мелких кристаллов А и В называется эвтектикой. [c.37]

Напряжения второго рода возникают главным образом вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы (например, в черных металлах феррит, аустенит, цементит, графит), обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различны. Структуры, представляющие собой смесь фаз (например, перлит в сталях), а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла, обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутризеренные и межзеренные напряжения еще в процессе первичной кристаллизации и при последующих превращениях во время остывания. При высоких температурах напряжения уравновешиваются в силу пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (в силу различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (в силу различия и анизотропии механических свойств), а также при наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.153]

Диаграммы состояния. Внешний вид диаграммы состояния, последовательность протекания процессов кристаллизации и конечная структура сплава определяются характером взаимосвязи, который устанавливается между двумя компонентами при образовании сплава. [c.75]

Процесс кристаллизации металлических сплавов и связанные с ним многие закономерности строения сплавов описывают с помощью диаграмм состояния или диаграмм фазового равновесия. Эти диаграммы в удобной графической форме показывают фазовый состав и структуру сплава в зависимости от температуры и концентрации. [c.69]

Выделение цементита вызывает обеднение жидкости углеродом. В точке 5, лежащей на линии E F, состав жидкости примет концентрацию С и начнется процесс эвтектической кристаллизации. В результате первичной кристаллизации структура сплава будет состоять из кристаллов первичного цементита н ледебурита. [c.172]

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]

Сплавы, содержащие от 0,51 до 2,14 % С, кристаллизуются в интервале температур, ограниченном линиями ВС и JE. Ниже линии ВС сплавы состоят из жидкой фазы и аустенита. В процессе кристаллизации состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус, а аустенита — по линии солидус. Так, в сплаве 2 при температуре / состав жидкой фазы определится точкой 2, а аустенита — точкой /. После затвердевания (ниже линии солидус JЕ) сплавы получают однофазную структуру — аустенит. [c.121]

Кривая охлаждения и схема структур сплава / показаны на рис. 4.12,а. При перитектике новая а-фаза появляется на границе взаимодействующих жидкости и -кристаллов. Этим и заканчивается процесс кристаллизации. [c.47]

Ледебурит (Л) — это смесь аустенита и цементита. Он возникает в процессе первичной кристаллизации при 1147° С (это наиболее низкая температура кристаллизации в системе сплавов Ре—С). Входящий в состав ледебурита аустенит при 727° С превращается в перлит, а в интервале от 727° С до обычных температур порядка 20° С ледебурит состоит из смеси перлита и цементита. Твердость его около 700 НВ, он обладает значительной хрупкостью. Ледебурит характерен для структуры белых чугунов (рис. 5.2,ж). [c.62]

Степень механохимической неоднородности зависит от исходных свойств металла, способа и режимов сварки, применяемых сварочных материалов и др. Механическая и электрохимическая неоднородность взаимосвязаны между собой. Под действием термодеформационного цикла сварки в сталях и других сплавах образуются характерные зоны, различающиеся пластической деформацией и дислокационной структурой. Происходит изменение свойств металла вследствие процессов плавления и кристаллизации в сварном шве (III), [c.93]

В последние десятилетия было установлено, что структура вещества, образующегося в условиях, далеких от термодинамического равновесия, может быть описана при помощи математического аппарата фрактальной геометрии. Поэтому мы можем предполагать, что структура вещества, составляющего критический зародыш новой конденсированной фазы, образующейся в процессах кристаллизации сталей и сплавов, фрактальна и является, по всей видимости, фрактальным кластером. Можно привести несколько подтверждений [c.82]

Наложение ультразвука в процессе кристаллизации сплава в изложнице способствует росту числа зародышей кристаллизации и измельчению кристаллитов слитка, уменьшает степень дендритной ликвации и в ряде случаев повышает деформируемость металла. В частности, применение ультразвука при обработке сталей У9 и У10 позволяет уменьшить размеры зерна до № 5—7, в результате чего предел прочности их возрастает на 75% при одновременном повышении характеристик пластичности на 30—60%. Большой эффект дает ультразвук на сплавах железа с хромом, кремнием и алюминием, особенно склонными к росту зерна. Обработка ультразвуком устраняет столбчатую структуру слитка, что также сопровождается увеличением предела прочности более чем в 1,5 раза, а относительного сужения и удлинения — в 4—13 раз. При этом понижается критический интервал хрупкости. Однако применение ультразвука в большой металлургии затруднено, так как требует больших мощностей (до 1,5— 2,5 кВт/кг). [c.503]

Структура и свойства литого металла во многом определяются режимом кристаллизации, который можно регулировать в относительно широких пределах. Основными методами воздействия на процесс кристаллизации металлов и сплавов с целью улучшения качества литых заготовок являются регулирование скорости охлаждения и модифицирование. В последние годы все более широкое применение получают процессы производства слитков и отливок из черных и цветных металлов и сплавов, сочетающие операции литья и давления, литья и вибрации и т. п. [c.4]

При термической и химико-термической обработке металлов и сплавов происходят сложные физико-химические процессы и появляется возможность возникновения как явных дефектов (закалочные трещины, окисление), так и отклонений от требуемых параметров (структуры, твердости). Кроме того, в кристаллической решетке при кристаллизации и структурных изменениях возни- [c.468]

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]

Благодаря сочетанию в ИПХТ-М холодной металлической поверхности тигля, периферийного индукционного нагрева и возможности электромагнитного обжатия металла в виде выпуклого мениска эти печи обладают следующими положительными свойствами (см., например, [47]) отсутствие эагрязнения расплава материалом тигля возможность одновременного расплавления всей шихты, загруженной в тигель, и выдержки полученного расплава при заданной температуре в течение необходимого времени наличие интенсивного электромагнитного перемешивания жидкого металла без дополнительных специальных устройств, что позволяет получить расплав, равномерный по химическому составу и температуре возможность плавки любых шихтовых материалов (куски, порошок, чешуйка, губка, стружка и т.п.) без предварительного приготовления из них электродов возможность управления формой фронта кристаллизации и структурой затвердевающего слитка наличие развитой свободной поверхности расплава (за счет электромагнитного отжатия от стенок тигля), что позволяет интенсифицировать рафинировочные процессы возможность электромагнитного утяжеления мелких добавок, что позволяет получать сложнолегированные сплавы с большим содержанием компонентов (до 50% по массе), сильно отличающихся друг от друга температурой плавления, плотностью и упругостью паров возможность работать с любой контролируемой атмосферой при любом давлении и др. [c.54]

Вернемся к процессу кристаллизации и отметим следующее поскольку структура, сформированная в металле во время кристаллизации, определяет свойства металла при комнатной температуре, то можно, целенаправленно влияя на характер струк-турообразования при кристаллизации Г=7крист> управлять прочностью металла. Этот факт экспериментально был обнаружен давно и используется при изготовлении быстрозакаленных мелкозернистых или аморфных металлов и сплавов. Если, например, перед или во время кристаллизации металла создать дополнительную структуру путем перемешивания или совместить кристаллизацию со сдвиговой деформацией при затвердевании на охлаждаемом барабане или в прокатных валках, то в этот момент возникает новая структура, характеризуемая величиной А стрг [c.64]

Изучение сплавов начнем (как в пр.остых металлах) с наблюдения температур их затвердевания из жидкости и происходящего при этом процесса кристаллизации и образования соответствующей первичной структуры. [c.51]

Когда температура сплава соответствует линии A D. начинается процесс кристаллизации из жидкого сплава I выделяются кристаллы аустенита (линия АС) и цементита (линия D). Так как цементит выделяется из жидкого сплава в процессе первичной кристаллизации, то его называют первичным. Линия AE F является линией со л иду с а. В точке С сплав, содержащий 4,3% углерода, переходит в твердое кристаллическое состояние. Эту точку и сплав такого состава называют эвтектическим. Структура эвтектического сплава представляет собой ледебурит. Таким образом, чугун, содержащий 4,37о углерода, называют эвтектическим, менее 4,3% углерода — доэвтектическим и более 4,3% углерода — заэвтектическим. [c.65]

По диаграмме состояния можно 1) устанавливать характер равновесных фаз и структуры в сплавах при различных температурах, 2) основываясь на знании факторов, влрмющих на процессы кристаллизации и перекристаллизации, предсказывать, какие изменения в строении сплавов могут иметь место при неравновесных условиях кристаллизации и охлаждения, 3) научиться понимать, чем обусловлены важнейшие механические (прочность, пластичность) и технологические свойства сплавов в соответствующем фазовом и структурном состоянии. Диаграммы состояния, как правршо, строят экспериментально. Для их построения обычно используют термический метод, с помощью которого получают кривые затвердевания и охлажденрм сплавов. По остановкам и перегибам этих кривых, обусловленных тепловыми эффектами превращений, определяют температуру превращений. [c.53]

В процессе кристаллизации, в зависимости от условий охлаждения, могут реализовываться различные механизмы формирования структуры сплавов. Традиционные представления о процессах кристаллизации рассматриваются в [15-19[, однако, последние достижения в области углеродных со-е.тинений позволяют предположить, что в железо-углеродистых ставах возможно образование свободного углерода в виде фуллеренов, бакитьюбов и глобул. [c.63]

Существование эффекта посткристаллизации органически связано с описанным выше фрактальным строением критического зародыша конденсированной фазы. Как на ранних этапах образования новой фазы, так и на стадии собственно кристаллизации, морфология твердого сплава до начала процесса рекристаллизации характеризуется фрактальной структурой - в частности, благодаря фрактальному характеру распределения пор. [c.95]

Если охватить целиком весь процесс кристаллизации, то в целом его можно охарактеризовать как уплотнение вещества под воздействием сжимающих напряжений термической природы. Вследствие этого на конечном этапе формирования кристаллически-упорядоченных областей в сплаве остается своего рода память о процессе, который привел к их возникновению. Иначе говоря, в кристаллически-упорядоченных областях структуры всегда имеются "носители памяти" - элементы, которые поддерживают остаточные сжимающие напряжения в кристаллической структуре. Они называются дис-локаг иями, и с классической точки зрения считаются дефектами кристаллической структуры. [c.97]

Итак, на начапьиом этапе процесса кристаллизации из расплава сталей и сплавов образуются критические зародыши новой фазы, 1шеющие пористую фракталы/ую структуру. [c.125]

Улучшения структуры слитка можно достичь также воздействием на процесс кристаллизации химическим (модифицируюш,ие добавки) и физическим (ультразвук) путем. Модифицирование силумина с 10,8% Si модификатором состава 20% LiF+80% Li l позволяет затем деформировать этот литейный сплав горячей и холодной прокаткой. [c.503]

Некоторые из новых литейных сплавов на основе алюминия испытывают в условиях кристаллизации под поршневым давлением. Одним из таких сплавов является сплав АЛЗМ, содержащий 3,0—3,67о Si 0,15— 0,30% Mg 3,5—4,5,%i Си 0,05—0,30% Ti, остальное алюминий. Из этого сплава изготовляли слитки (Д = = 96 мм) при кристаллизации под поршневым давлением 340 МН/м [5]. Установлено, что условия кристаллизации оказывают большое влияние на структуру слитков. При литье в сухую песчаную форму и кристаллизации под атмосферным давлением наблюдается крупнозернистая структура твердого раствора с грубыми выделениями эвтектики по границам зерен, а в процессе кристаллизации под поршневым давлением в металлической прессформе измельчение зерен твердого раствора и включений избыточных фаз. [c.122]

Японские исследователи изучали полученные направленной кристаллизацией доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны с содержанием хрома 10, 15, 20, 30 и 40% при изменении содержания углерода соответственно 3,48—4,29 3,46—3,99 3,04— 3,69 2,43—3,40 и 2,26—2,79%. В чугунах с 20—40% Сг первичные и эвтектические карбиды имели формулу М7С3, а при содержании 107о Сг формулу МзС. В доэвтектических сплавах эвтектика зарождалась в расплаве независимо от первичных кристаллитов и в процессе роста приобретала ячеистую структуру. В доэвтектических и эвтектических сплавах эвтектика, кристаллизующаяся в виде колоний, состояла из матрицы, дисперсных пластинчатых карбидов в центре, пластинчатых карбидов, растущих по направлению к границе колоний, и крупных пластинчатых карбидов на границах колоний. Эвтектические колонии тем мельче, чем меньше содержание углерода в сплаве наиболее мелкие колонии в чугуне с содержанием 30% Сг. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...