ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация металла из "Коррозия металлов" Процесс кристаллизации металла из жидкого состояния называется первичным превращением, а температура превращения— критической точкой превращения. [c.10] С увеличением переохлаждения критический размер зародыша л уменьшается, кристаллизация интенсифицируется. [c.11] На начало и скорость кристаллизации оказывает влияние целый ряд факторов как внутренних, так и внешних. Они в значительной степени определяют структуру и, следовательно, свойства твердого металла. [c.12] К внутренним факторам относятся 1) скорость образования кристаллических зародышей п в единице объема за единицу времени ( сек) 2) линейная скорость роста кристаллов V мм сек). [c.12] Теория кристаллизации, разработанная Тамманом, построена на зависимости внутренних факторов кристаллизации от величины переохлаждения. По Тамману, чем больше переохлаждение А/по. тем выше скорость образования зародышей п и тем мелкокристалличнее вы- кристаллизованный металл. И наоборот, при малых величинах Д по линейная скорость роста и преобладает, и структура металла более крупнокристаллична. [c.12] Основной недостаток теории Таммана связан с недооценкой внешних факторов кристаллизации, которые нередко являются определяющими. К внешним факторам относятся 1) температура нагрева жидкого металла 2) температура заливки в форму 3) объем и размеры форм для охлаждения 4) способ охлаждения (естественный или принудительный, с перемешиванием или без него) 5) наличие неметаллических включений (шлака или тугоплавких химических соединений, которые образовались с участием примесей или легирующих добавок). [c.12] Таким образом, в реальных условиях кристаллизация в значительной степени зависит как от технологических параметров, так и от чистоты технического металла. Особое значение приобретает скорость и направление отвода тепла. [c.12] В случае злектрокристаллизации внешними факторами являются плотность тока, температура и состав электролита, наличие поверхностно-активных веществ, а также чисто геометрические факторы — такие, как форма катода, соотношение размеров катода и анода, размеры и форма электролизера. [c.12] При кристаллизации могут возникать кристаллические образования различных видов. Полногранный кристалл — полиэдр — представляет собой кристаллическое образование правильной формы. Кристаллы неправильной формы называются. кристаллитами. Кристаллит может иметь округлые очертания, и тогда он называется зерном или гранулой кристаллы причудливых очертаний ветвистого строения называются дендри-тами. [c.13] Рассмотрим процесс кристаллизации весьма чистого металла в тигле при очень медленном охлаждении. Предположим, что при этом температура тигля равна температуре расплавленного металла. Схематично стадии кристаллизации показаны на рис. 7. [c.13] Схема образования металлического слитка. [c.13] Стадия / — самопроизвольное образование кристаллических зародышей стадия // — рост осей кристаллизации—дендритов стадия III — рост кристаллических зерен стадия /V — слиток сформирован. [c.13] Стадия I. При достижении определенной величины переохлаждения в объеме жидкого металла самопроизвольно появилось несколько кристаллических зародышей размером выше критического. В каждый последующий момент времени число зародышей стремительно возрастает, однако мы примем услов-г ное число центров кристаллизации, равное пяти. [c.13] Стадия II. При дальнейшей кристаллизации на базе каж-, дого зародыша вырастает дендрит. Образование полногранного I кристалла может не происходить из-за различия условий роста I в различных точках поверхности зародыша (наличие примесей, I конвективных потоков, градиента температуры и др.). [c.13] Стадия III. Дендрит становится осью кристаллизации, скелетом, обрастающим выкристаллизованным металлом. Из-за взаимных столкновений кристаллов их рост в отдельных точ-I ках замедляется или даже прекращается, а сами кристаллы I приобретают при этом неправильную форму. [c.13] Г Рассмотренный процесс можно считать близким к идеаль-. ному с точки зрения условий кристаллизации и окончательного строения слнтка. [c.13] На практике такие условия реализовать весьма сложно, да они и не всегда обязательны. Поэтому реальный металлический слиток имеет иное строение, которое определяется комбинированным влиянием внешних и внутренних факторов кристаллизации. Условное строение (или макроструктура) реального слитка, впервые описанное Д. К. Черновым, дано на рис. 8. [c.14] Верхняя поверхность слитка имеет усадочную раковину 4, которая образуется за счет уменьшения объема или усадки за-. кристаллизовавшегося металла. Впрочем, усадочные раковины могут иметь вид пузырей, рассеянных по всему объему слитка или в некоторой его части (например, в верхней). [c.14] Транскристаллизационная зона — зона наиболее плотного металла, обладающего наилучшими механическими свойства-, ми. Этому способствует и наименьшее количество усадочных раковин. Однако по плоскостям 5 стыкования столбчатых кристаллов наблюдается некоторое понижение механической прочности. [c.14] Вернуться к основной статье