Гетерогенное образование зародышей, Строение металлического слитка, Полиморфные превращения - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Частицы примеси имеют ту же решетку с металлом, что дает когерентность роста. Чем больше примесей, тем больше зерен и меньше их размер. Такой рост называют гетерогенным.
Модифицирование - введение в жидкий ме примесей (модификатор). Модификатор 1-ого порядка - это твердые частицы в центре кристаллизации. Модификаторы 2-ого порядка снижают поверхностное натяжение и уменьшают рост кристаллов.
Строение металлического слитка
Обычно образуются разветвленные (древовидные) кристаллы - дендриты. Дендритное строение характерно для макро - и микроструктуры литого металла (сплава). Дендритная ликвация - внутрикристаллическая химическая неоднородность.
При неравномерном охлаждении у слитка образуются 3 вида кристаллов или 3 зоны:
- 1) мелкозернистая 2) удлиненные дендриты (зона столбчатых кристаллов) 3) равноосные дендриты крупных размеров.
Разлитие столбчатых кристаллов для стали нежелательно, т. к. они малопластичные и плохо подвергаются давлению.
Полиморфные превращения
Многие металлы в зависимости от температуры могут существовать в разных кристаллических формах (полиморфных модификациях). В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющие решетку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решетка другого типа. Модификацию с более низкой температурой обоз-ют: б, более высокой в, затем г и т. д.
Известны полиморфные превращения для металлов:, а также для Са, Li, Те, Na, Cs, Sr, Те, Zr, большего числа редкоземельных металлов и др.
Полиморфное превращение протекает вследствие того, что образование новой модификации сопровождается уменьшением энергии Гиббса. В условиях равновесия полиморфное превращение протекает при постоянной температуре (критическая точка) и сопровождается выделением теплоты, если превращение идет при охлаждении, или поглощением теплоты в случае нагрева (рис. 28, а).
Как и при кристаллизации из жидкой фазы, чтобы полиморфное превращение протекало, нужно некоторое переохлаждение (или перенагрев) относительно равновесной температуры для возникновения разности энергий Гиббса между исходной и образующейся новой модификациями. В твердом металле в отличие от жидкого возможно достижение очень больших степеней переохлаждения. Полиморфное превращение по своему механизму - кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей и последующего их роста (рис. 28, б).
Рис. 28. Кривая охлаждения металла, имеющего две полиморфные формы - в - с решеткой ГЦК (К12) и
Б - с решеткой ГПУ (Г12):
А - кривая охлаждения;
Б - схема превращения структуры в-модификации в б-модификацию;
- 1 - в-модификация; 2 - образование зародышей
Б-модификации в кристаллах
В-модификации;
3 - б-модификация
При полиморфном превращении кристаллы (зерна) новой полиморфной формы растут в результате неупорядоченных, взаимно связанных переходов атомов через границу фаз. Отрываясь от решетки исходной фазы (например, Р), атомы по одиночке или группами присоединяются к решетке новой фазы (а), и, как следствие этого, граница зерна а-модификации передвигается в сторону зерна. Зародыши новой модификации наиболее часто возникают на границах зерен исходных кристаллитов. Вновь образующиеся кристаллы закономерно ориентированы по отношению к кристаллам исходной модификации.
В результате полиморфного превращения образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму, поэтому такое превращение также называют перекристаллизацией. Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов или сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электрической проводимости, магнитных свойств, механических и химических свойств и т. д. В сплавах в зависимости от физико-химического взаимодействия компонентов могут образовываться следующие фазы: жидкие растворы, твердые растворы, химические соединения.
Похожие статьи
-
1. точечные: - вакансии (дефекты Шоттки), т. е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют - Межузельные атомы (дефекты Френкеля) образуются в результате...
-
Все металлы и металлические сплавы - тела кристаллические, атомы (ионы) расположены в металлах закономерно в отличие от аморфных тел, в которых атомы...
-
Атомно-кристаллическая структура - взаимное расположение атомов (ионов), существующее в реальном кристалле. Атомы (ионы) располагаются на таком...
-
1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия Рисунок 1 - Кривая нагревания алюминия Фаза б - первичный твердый раствор,...
-
Общая характеристика металлов - Металлические сплавы как основа конструкционных материалов
Физические свойства металлов и сплавов 1) Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В...
-
Полиморфные переходы в карбиде кремния Уже первые исследователи, открывшие явление полиморфизма, наблюдали переходы одних модификаций в другие. В 1839...
-
Сплавы, диаграммы состояния двухкомпонентного сплава - Свойства металла
Как конструкционный материал металлы в чистом виде почти не используют. Материалы и сплавы принято делить на черные и цветные. Черные - железо, никель,...
-
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Введение - Исследование горячеломкости литейных сплавов на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu
Развитие современной науки и техники показало, что важной составляющей технологического производства являются качественные показатели получаемой...
-
ВВЕДЕНИЕ, ВОЗВРАТ, ПОЛИГОНИЗАЦИЯ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ - Характеристика термической обработки
Материаловедение - это наука, изучающая строение и свойства металлов и устанавливает связь между составом, структурой и свойствами. Определение металлам...
-
Превращения при отпуске - Характеристика термической обработки
Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температуры ниже ac1, с последующей выдержкой и охлаждением с...
-
Методы получения аморфных металлов - Принцип получения аморфных материалов
Сверхвысокие скорости охлаждения жидкого металла для получения аморфной структуры можно реализовать различными способами. Общим в них является...
-
Свойства масляных СОЖ условно разделяют на пять групп: физико-химические и функциональные свойства; химическая активность; эксплуатационные и...
-
Характеристики методов получения заготовок Вопросы по теме: Производство заготовок литьем. Производство заготовок пластическим деформированием. Получение...
-
Основы теории термической обработки Термической обработкой называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с...
-
Нанотехнологии являются новым весьма эффективным направлением развития конструкционных материалов. Наноструктурные объемные материалы отличаются большой...
-
Роль составных частей пшеничной муки в образовании теста Основными составными частями пшеничной муки являются белковые вещества и крахмал. Они обладают...
-
Кручение под высоким давлением (КВД) (Рисунок 6а) впервые было применено для обработки металлических материалов П. Бриджменом в 1935 году. Свое второе...
-
Закалка, Отпуск - Химико-термическая обработка металлов
Закалкой называется процесс термической обработки металлов, состоящий в их нагреве и быстром (иногда постепенном) охлаждении. Закалка применяется для...
-
Понятие о сплавах - Металлы и их свойства
Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов...
-
Методы обслуживания потребителей Методы обслуживания потребителей - способ реализации потребителям продукции общественного питания. Различают два метода...
-
В исследовании применяли химико-аналитические методы, для чего использовали следующие средства измерений: 1) термостат жидкостный (с механической...
-
Производство порошка - первая технологическая операция метода порошковой металлургии. Способы получения порошков весьма разнообразны, что позволяет...
-
Органолептические показатели качества Органолептическая оценка кулинарной продукции проводится по 25-балльной системе. На предприятиях питания этот...
-
Производственные помещения вычислительного центра характеризуются следующими факторами вредного воздействия на работающего: - Повышенным тепловыделением...
-
Производство меди. Медь получают главным образом пирометаллургическим способом, сущность которого состоит в производстве меди из медных руд, включающем...
-
Физико-химические основы переработки пластмасс - Изготовление деталей из пластмасс
В основе процессов переработки пластмасс находятся физические и физико-химические процессы структурообразования и формования: 1) нагревание, плавление,...
-
Основные диаграммы состояния - Титановые сплавы, пути повышения жаропрочности и ресурса
При сравнительной оценке различных легирующих добавок к титану для получения жаропрочных сплавов основным вопросом является влияние добавляемых элементов...
-
Сборка литейной формы Включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль...
-
Основные характеристики исследуемых смазочно-охлаждающих жидкостей Объектом исследования являлись образцы смазочно-охлаждающих жидкостей трех различных...
-
Пластмассы. Основные характеристики пластмасс - Пластмассы. Их свойства и области применения
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления...
-
К технологическим свойствам пластмасс относят: текучесть, влажность, время отверждения, дисперсность, усадку, таблетируемость, объемные характеристики....
-
Определение структурных составляющих зоны термического влияния при сварке
Цель курсовой работы - определение структурных составляющих зоны термического влияния при сварке. Теоретические сведения При сварочном термическом...
-
Производство стали в конверторах - Полная характеристика черной металлургии
Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. Модели из...
-
Оценка качества солода - Методы контроля качества сырья и готовой продукции при производстве пива
От качества перерабатываемого ячменного солода во многом зависит и качество готового пива. Качество солода определяют по органолептическим и химическим...
-
Целью данного исследования являлось 1. Определение влияния температуры подложки во время нанесения покрытия на структурные параметры сорбента мишеней...
-
Структурная кристаллография карбида кремния Задолго до проведения рентгеновских исследований несколькими учеными с помощью оптических методов была...
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
Суперфиниширование - Методы отделочной обработки поверхности
Суперфиниширование - отделочный метод обработки абразивными брусками. Рис. 7. Отделка абразивными брусками Для него характерны колебательные...
Гетерогенное образование зародышей, Строение металлического слитка, Полиморфные превращения - Характеристика и структурные методы исследования металлов