Головна

Лекція 4. Формування структур литих матеріалів. ливарні технології

  1. CASE-технології
  2. CRM-технології
  3. Ethernet - приклад стандартної технології з комутацією пакетів
  4. I. Освітні технології
  5. I. Освітні технології
  6. II. ПРОГРАМУВАННЯ І Структуризації БЛОК-СХЕМ
  7. III. Інноваційні технології, використовувані в навчальному процесі

 Розплав чистого металу при охолодженні нижче рівноважної температури плавлення (затвердіння) Тпл . кристалізується, тобто твердне з утворенням кристалічної структури.

Процес кристалізації викликаний прагненням системи до мінімуму вільної енергії. Термодинамічний потенціал, що характеризує вільну енергію, при Т <Тпл у твердої фази менше, ніж у рідкому.

Для розвитку кристалізації необхідно переохолодження металу нижче температури плавлення DТ.

Зниження вільної енергії системи при переохолодженні DТ, рівне DGv= Gж - Gтв, Є термодинамічним стимулом - рушійною силою процесу кристалізації. Чим сильніше переохолодженні і, отже, більше DGv, Тим активніше йде процес кристалізації.

 Кристалізація сплаву починається нижче температури ліквідусаТL.

При фазовому переході ж «тв виділяється тепло кристалізації, яке повністю або частково компенсує тепловідвід при охолодженні. Відповідно, кристалізація чистих металів відбувається при постійній температурі, а утворення твердих розчинів у сплавів уповільнює швидкість зниження температури, що відбивається на кривій охолодження у вигляді перегину. Зміни нахилу кривої охолодження вледствие фазових переходів є основою термографічного аналізу кристалізації.

Кристалізація відбувається шляхом утворення в рідині центрів кристалізації (зародків) і подальшого зростання тих зародків, які мають розміри більше критичних: Rкр=  , Де s - поверхневий натяг на межі поділу рідина - тверда фаза, Тпл и Qпл - Температура і теплота плавлення,  - Переохолодження. Більш дрібні зародки нестійкі, вони розчиняються в рідкій фазі.

Критичний розмір зародка обернено пропорційний переохолодження DТ, тобто чим сильніше переохолодження, тим більше дрібні зародки стають здатні до зростання. Отже, при більш глибокому переохолодженні життєздатних зародків стає більше, з кожного утворюється кристаліт або зерно. В результаті затверділий при більшому переохолодженні сплав має дрібнозернисту структуру, яка характеризується кращими механічними властивостями.

мимовільне (гомогенне) образованіезародиша відбувається тільки в дуже чистих однорідних речовинах. У розплавах реальних сплавів завжди присутні випадкові дрібні тверді частинки, деякі з них навіть при порівняно невеликому переохолодженні можуть служити готовими зародками кристалізації. Таким чином в технічних сплавах зазвичай відбувається гетерогенное зародження. Гетерогенним зародженням можна управляти, спеціально вводячи в розплав певну речовину - модифікатор, А сам процес обробки модифікатором рідкого розплаву безпосередньо перед кристалізацією називається модифицированием. Результатом модифікування є множинне зародження здатних до зростання центрів кристалізації, а, отже, утворюється дрібнозерниста структура затверділого сплаву.



Попередня   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   Наступна

Предмет матеріалознавства. Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів. | Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів | Фази і структурні складові металевих сплавів. Діаграми стану. | Діаграма з ідеальною евтектикой | Лекція 5. Залізовуглецеві сплави. Система залізо - графіт і залізо - цементит. | залізовуглецевих сплавів | Перетворення в сталі при нагріванні | Перетворення аустеніту при охолодженні | Перетворення при відпуску загартованої сталі | Зміна властивостей стали при термічній обробці |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати