4.Түйірдын өсу және кристаллдау процессы.

Кристалдану – бұл сұйық фазада кристалдық тор телімдерінің құрылу үрдісі және сол құрылған орталықтардан кристалдардың өсіуін айтамыз.

Жүйе ең аз бос энергия мөлшерімен термодинамикалық тұрақтырақ күйге өткен кезде ғана, кристалдану жүреді. Металдың сұйық күйден кристалдық күйге өту үрдісін уақыт – температура координатасында қисық арқылы кескіндеуге болады.

Кристалдану үрдісі басталуы үшін, үрдіс жүйеде термодинамикалық тиімді және жүйенің бос энергиясының азаюымен қатар жүруі керек. Бұл сұйықтың ТS- тан төмен температурада салқындауында кездесуі мүмкін. Кристалданудың басталу температурасы кристалданудың нақты температурасы деп аталады. Сұйықты кристалданудың тепе - теңдік температурасынан төмен температурада салқындатуды аса салқындау деп атайды және аса салқындау дәрежесі (ΔТ) – мен сипатталады;

ΔТ = Ттеор – Ткр.

Аса салқындау дәрежесі металдың табиғатына, оның қаншалықты ластанғандығынан (металл неғұрлым таза болса, соғұрлым оның тоңазыту дәрежесі жоғары болады), салқындату жылдамдығынан ( неғұрлым салқындатудың жылдамдығы жорғары болсасоғұрлым аса салқындау дәрежесі жоғары) байланысты.

Ттеор. – кристалданудың теориялық температурасы;

Ткр. – кристалданудың нақты температурасы;

Таза металдың кристалдану үрдісі:

1 нүктесіне дейін сұық күйдегі металл салқындайды, үрдіс температураның

бірқалыпты төмендеуімен бірге жүреді. 1 – 2 аймақтарда кристалдану үрдісі,

кристалданудың жасырын жылуы деп аталатын, жылудың бөлінуімен қатар жүреді. Ол жылыдың кеңістікте таралуын қалпына келтіреді, сондықтан температура тұрақты болыпқалады. Кристалдану аяқталғаннан кейін 2 нүктесінде температура қайтадан төмендей

бастайды, металл қатты күйінде салқындайды. Сұйық металда температурасына сәйкес төмендеуі кезінде кристалдар құрыла

бастайды – кристалдану орталықтары немесе ұрықтары. Олардың өсуі үшін, металдың бос энергиясы азаюы қажет, әйтпесе ұрықтар еріп кетеді. Өсуге қабілетті ұрықтың ең аз мөлшері критикалық мөлшер, ал ұрықтар – тұрақты

деп аталады. Сұйықтан кристалдық күйге өту, сұйық – кристалл бөлінуінің құрылуына, энергият шығындалуын қажет етеді. Кристалдану үрдісі, қатты күйге өту, бөліну беттерінің құрылуына жоғалған энергиядан ұтымды болғанда жүреді. Жүйе энергиясының қатты фазадағы ұрық мөлшерінен тәуелділігі 3.3 суретте көрсетілген. Критикалыққа сәйкес және үлкен мөлшерлерлі ұрықтар энергияның азаюымен қатар өседі сондықтан олардың болуы мүмкіндігі жоғары. Бастапқы фазада кристалдану орталықтары бір – біріене тәуелсіз кездейсоқ жерлерде түзеледі. Бастапқыда кристалдар дұрыс пішінді болады, бірақ өзге кристалдармен бірігіп және соқтығысып қалуы нәтижесінде пішіні бұзылады. Ұлғаю тек қоректендіруші ортаға емін – еркін өтуге болатын бағытта ғана жалғасады. Кристалдану аяқталған кейін поликристалдық денеге ие боламыз.

5.Құйманың құрылымы. Химиялық құрылымын анықтау.

Кесек үш аймақтан құралады:

1.Ұсақ кристалды қабыршақты аймақ;

2.Діңгек тәрізді кристалдар аймағы;

3.Ірі тепе-тең кристалдардың ішкі аймағы;

Қабыршақты аймақтың кристалдануы тоңазытудың ең жоғары жағдайында жүреді.Кристалдану жылдамдығы кристалдану орталықтарының үлкен санымен анықталады. Ұсақ түйіршікті құрылым қалыптасады.

Қабыршақ астындағы сұйық металл нашар тоңазыту жағдайында болады. Орталықтар саны шектеулі және кристалдану үрдісі олардың үлкен мөлшерге шейін қарқынды өсуі нәтижесінде жүреді. Екінші топтағы кристалдардың өсуі бағытталған сипатқа ие. Олар қалып құйманың қабырғаларына перпендикуляр өседі, ағаш тәріздес кристалл – дендриттер түзеледі (сурет

3.8). Дендриттер жылудың кайтарылу бағытына жақын бағытта өседі.

Кристалдануы аяқталмаған металдың жылу қайтарғыш кесек ортасында әртүрлі бағытта тегістелсе, ал орталық аймақта кездейсоқ бағыттағы ірі дендриттер түзеледі. Діңгек тәрізді кристалдар кристалдану үрдісі барысында түйіседі, бұл құбылыс транскристалдану деп аталады.Пластикалығы төмен металдар мен болаттар үшін бұл құбылыс қолайсыз, өйткені кезекті соққылай илеу кезінде түйісу аймағында жарықшақтар түзеледі. Металл кесектің беткі бөлігінде, металл жұмсағырақ болатын(шамамен кесек ұзындығының 15...20%), кесуге немесе қайта балқытылуға тиісті қабыршақтар түзеледі.

Металдарды зерттеу әдістері: құрылымдық және физикалық. Металдар мен балқымалар әртүрлі қасиетке ие. Металды зерттеудің бір тәсілін қолдана

отырып, барлық қасиеттері жайлы мәлімет алу мүмкін емес

Химиялық құрамының анықталуы

Талдаудың сапалық әдісі қолданылады.

1.Егер жоғары дәлдікті керек етпесе, спектрлік талдауды қолданамыз.Спектрлік талдау мыс электроды мен зерттелетін металл арасында жасанды жолмен алынатын электр доғасы мен ұшқындар спектрлерінің ыдырауына және зерттелуіне негізделген. Доға жанғанда, жарық сәулесі призма арқылы спектрлік талдануы үшін окулярға

түседі.Спектрлік сызықтың түсі мен концентрациясы, химиялық элементтің құрамын анықтауға мүмкіндік береді. Қозғалмайтын және жылжымалы стилоскоптар қолданылады.

2.Құрамы жайында дәлірек мәліметті рентгенспектірлік талдау береді.

Микроталдағыштарда жүргізіледі. Қорытпаның фазалық құрамын, атомдардың диффузиялық жылжығыштығы сипаттамасын анықтайды .