немногочисленных, но крупных кристаллов. Значительному переохлаждению жидкости в положении // отвечает максимальное число центров кристаллизации ч. ц., но относительно малая скорость роста кристаллов с. к. Тогда будет образовываться мелкое зерно.

Теория непрерывной кристаллизации Г. Таммана предлолагает спокойное затвердевание жидкости — без перемешивания жидкого металла внутренними конвективными потоками, при равномерном распределении температур в кристаллизующемся объеме, тогда как в действительности таких условий обычно не бывает. Следовательно, теория непрерывной кристаллизации имеет ограниченное применение для реальных жидких металлов.

Рис. 132. Графики зависимости скорости роста кристаллов (с. к.) и числа центров кристаллизации (ч. ц.) от величины переохлаждения л.

Рис. 133. Часть диаграммы состояния сплавов, образующих непрерывный ряд шер-дых растворов.

Теория периодической кристаллизации развита в работах советских ученых школы акад. Н.' Т. Гудцова. Согласно этой теории кристаллизация металлов протекает с остановками вследствие периодического выделения скрытой теплоты кристаллизации, приостанавливающей равномерное течение процесса. Поскольку кристаллы растут с некоторыми остановками.т.е. слоями, центрами кристаллизации для каждого последующего слоя становятся различные неровности на поверхности предыдущего слоя.

Процесс кристаллизации имеет известную направленность: кристаллы растут в направлении, обратном теплоотводу, в глубь жидкости, причем внешняя форма их зависит от условий соприкосновения друг с другом.

В современных представлениях о кристаллизации сплавов особая роль отводится диффузионным процессам. Возьмем для примера сплав концентрации С, (рис. 133). При его переохлаждении от Тл до Т х в жидкой фазе образуются зародыши твердой фазы, в которой растворенный элемент содержится в количестве, определяемом линией солидуса Тс при температуре Тх, т. е. точкой Б. Непосред-

стве!нно окружающая твердую фазу жидкость будет обогащаться растворенным элементом. Содержание его при температуре Г, определится положением линии ликвидуса Т„, т. е. точкой А.

При температуре Тг на поверхности раздела жидкой и твердой фаз установятся известные граничные равновесные концентрации. Вследствие разности концентраций растворенного элемента в твердой иг окружающей ее жидкой фазе равновесие может нарушаться за счет диффузионных процессов, конвекции. При этом растворенный элемент будет перемещаться в глубь жидкости. Тогда соответствующая часть атомов основного металла для восстановления равновесия перейдет из жидкой фазы в твердую, что приведет к дальнейшему развитию кристаллизации. Развивающуюся кристаллизацию принято называть избирательной, или диффузионной.

Возможен и другой механизм кристаллизации. На том же рис. 133 показана линия Т0, характеризующая равенство термодинамических потенциалов жидкой и твердой фаз одинакового состава. При температуре ниже Т0 термодинамический потенциал твердой фазы

будет Меньше соответствующего ПО- Рис. 134. Схематическое изображе-

тенциала жидкой фазы. Поэтому ™е продольного сечения сварочной после переохлаждения жидкого ванны пеРВ0Г0 типа-сплава концентрации Сх до температуры Т2 начнется интенсивный рост твердой фазы за счет присоединения любых атомов, находящихся в контакте с твердой фазой — атомов примеси или металла. В твердой фазе (точка 2,) при температуре Т., содержание растворенного элемента будет примерно то же, что и в жидкой фазе исходного состава.

Особенности первичной кристаллизации металла при сварке. Кристаллизация металла в сварочной ванне протекает в таких специфических условиях:

1)металл ванны находится под одновременным воздействием как источника тепла, так и охлаждающих стенок ванны. При этом фронт кристаллизации связан с перемещением источника тепла;

2)распределение температуры по объему металла ванны неравномерно;

3)кристаллизация металла осуществляется с большими средними скоростями роста кристаллов.

В настоящее время установлено, что кристаллизация металла сварочной ванны носит прерывистый характер.

Кристаллизация металла в сварочной ванне первого типа (рис. 134). Если плавление металла начинается в передней части ванны — на участке б — и заканчивается примерно на участке а, то кристаллизация протекает от участка а на задней стенке сварочной ванны до участка в. При этом