свободной энергии характеризуется
кривой с максимумом (кривая 3
на рис. 15). Представленная закономерность свидетельствует о
том, что на первых стадиях рост зародыша приводит к увеличению
свободной энергии, в связи с чем его существование будет неустойчивым
(группы атомов будут с такой же активностью и вероятностью
рассредоточиваться, как и собираться), и только после достижения зародышем
определенного критического размера (^крит
на Рис- 15) зародыш станет устойчивым, начнет
расти, поскольку увеличение его размера вызовет снижение свободной
энергии металла.
Критический размер зародыша
уменьшается с увеличением степени переохлаждения (рис. 16), это приводит к
тому, что с увеличением степени переохлаждения создаются условия для
образования большего числа зародышей.
Одновременно с появлением
зародышей начинается их рост — подстройка атомов с образованием
соответствующей кристаллической решетки. Естественно, что и процесс
роста кристалла в расплаве (переход из жидкого состояния в твердое)
связан с отклонением от равновесной температуры — от степени
переохлаждения. И скорость зарождения кристаллов (с. з.), и скорость
их роста (с. р.) повышаются с увеличением степени переохлаждения (рис.
17). Однако повышение скорости образования зародышей происходит при
переохлаждении быстрее, чем повышение скорости их роста. Чем больше
переохлаждение, тем большей оказывается разница между скоростями этих
процессов. Поэтому при малых степенях переохлаждения (при малых скоростях
охлаждения) закристаллизовавшийся металл оказывается более
крупнозернистым, чем при больших степенях переохлаждения (больших
скоростях охлаждения). Это имеет важное практическое
значение.
Приведенная закономерность
увеличения скоростей зарождения и роста кристаллов справедлива только
до определенных значений степени переохлаждения, после чего,
достигнув максимума, эти скорости начинают снижаться. Это связано с тем,
что и зарождение, и особенно рост кристаллов, требуют непрерывного
по-