Технология металлов и материаловедение
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 47 48 49 50 51 52 53... 398 399 400
|
|
|
|
при охлаждении наблюдается обратный процесс. На участке 5—6 происходит кристаллизация, сопровождающаяся выделением тепла, которое называется скрытой теплотой кристаллизации. Кристаллизация металла происходит не строго при температуре плавления, а при некотором переохлаждении Д/, значение которого зависит от природы самого металла, от степени его загрязненности различными включениями и от скорости охлаждения. Чем меньше загрязнен металл включениями, тем больше степень переохлаждения при кристаллизации. Образование кристаллической решетки сопровождается уменьшением запаса внутренней энергии тела. Согласно второму закону термодинамики, всякая система стремится к минимальному значению свободной энергии F = и — ts. где F — свободная энергия} и — внутренняя энергия системы; Т — абсолютная температура; S — энтропия. Изменение свободной энергии в зависимости от Температуры для твердого и жидкого состояний схематически показано на рис. 47. При температуре Т„„ свободные энергии обоих состояний равны. Такую температуру называют равновесной или теоретической температурой кристаллизации. Как было отмечено, ни плавление, ни кристаллизация не происходят точно при этой температуре. Например, для начала кристаллизации необходимо переохлаждение до Т^. Разность между теоретической и фактической температурами кристаллизации называется степенью переохла Рис 47. Изменение свободной энергии'жидкого и твердого металла в зависимости от температуры Ж Д е Н И я Законы кристаллизации Механизм кристаллизации металла состоит в том, что при соответствующем понижении температуры внутри тигля с жидким металлом начинают образовываться мелкие кристаллики, называемые центрами кристаллизации или зародышами. Для начала роста кристаллов из жидкого металла вокруг возникающих центров кристаллизации необходимо, чтобы свободная энергия металла уменьшилась. Если же в результате образования зародыша свободная энергия металла увеличивается, то зародыш растворяется. Минимальный размер способного к росту зародыша называется критическим размером зародыша, а такой зародыш — устойчивым. Чем больше степень переохлаждения, понижающая свободную энергию металла, тем меньше критический размер зародыша. Є8 Вокруг образовавшихся центров начинают расти кристаллы (рис. 48). По мере роста кристаллов в металле, оставшемся еще в жидком состоянии, продолжают возникать новые центры кристаллизации. Каждый из растущих новых кристаллов ориентирован в пространстве произвольно. Как видно из схемы, поверхности растущих кристаллов соприкасаются, их правильная внешняя форма нарушается, получается произвольной. Кристаллы с неправильной внешней формой называются зернами или кристаллами. Твердые тела, в том числе и металлы, состоящие из большого количества зерен, называют п о-ликристаллическими. 4с 15с6 с7с Рис. 48. Схема роста кристаллов (по И. Л. Миркину) Как установлено Д. К. Черновым, процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов: зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. Гораздо позже Тамман, изучая процесс кристаллизации, установил зависимость числа центров кристаллизации (ч. ц.) и скорости роста кристаллов (с. р.) от степени переохлаждения А7" (рис. 49). Как видно из рис. 49, каждый из этих параметров изменяется 1ИО закону кривых распределения, т. е. ч. ц. и с. р. , возрастая с увеличением степени переохлаждения, имеют максимум. Размер образовавшихся кристаллов зависит от соотношения к р. и ч. ц. при температуре кристаллизации, т. е. от степени нсрсохлаждения. Мри равновесной температуре Т„п ч. ц. и с. р. равны нулю, процесса кристаллизации не происходит. Если жидкость псре-Ілл.ідить до температуры, соответствующей точке а, то образуются "•упиые зерна (рис. 49). При переохлаждении, соответствующем KiMKt* Ь, образуется мелкое зерно, так как в этом случае скорость рін-1'.і кристаллов незначительная, а центров кристаллизации I ІИИОГО. Если очень сильно переохладить жидкость (точка с на ||11г 49), то ч. ц. и с. р. становятся равными нулю, жидкость не iipm г.іллизуется. Образуется аморфное тело. к*S9
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 47 48 49 50 51 52 53... 398 399 400
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
