Билет 1.
Вопрос 1. Почему при аллотропическом превращении образуются кристаллы разной формы?
Аллотропическим
превращением называется изменение
решетки кристаллического тела (внутри
тв. вещества вырастает новое тв. вещество).
На форму образования кристалла влияют
две энергии: упругая и зернограничная.
(
- упругая энергия,
- разность свободной энергии жидкого и
тв. металла, S
– суммарная поверхность зародышей,
- удельная поверхностная энергия). При
структурном и размерном соответствии
старой и появляющейся в ней новой фаз
пластины последней мб тоньше, т.к.
мала. Пластины новой фазы тем тоньше,
чем больше структурное и размерное
соответствие. Форма зависит от модуля
упругости: если модули упругости новой
фазы
по всем направлениям меньше модулей
упругости старой
фазы, то при охлаждении фаза
выделится
в виде пластин. Если модуль фазы
меньше
только для одного из направлений, чем
модуль фазы
,
то могут произойти выделения фазы
в виде стержней.
Пример: выше 910°
с ГЦК решеткой переходит в
с
ОЦК – аллотропическое превращение
белого олова в серое.
Вопрос 2. Сколько атомов в среднем в гцк.
Вопрос 3. Оценить концентрацию примесных атомов в оцк решетке при плотности дислокаций (насыщенная атмосфера Коттрелла).
т.к. атмосферы Коттрелла насыщенные, то все линии дислокаций заняты примесными атомами.
Пусть n
– кол-во атомов примеси, а концентрация
примесных атомов
,
тогда
(b
– вектор Бюргерса). Тогда
.
В ОЦК
,
.
Общее кол-во атомов на ячейку
,
отсюда
Вопрос 4. При определении состава эвтектики экспериментальным путем значения существенно отличаются от значений, определенных по диаграмме (2 комп-та). Объяснить несообтветствие.
Диаграммы фазового равновесия построены с учетом того что в охлаждение идет бесконечно медленно (равновесие успевает достигаться). При эксперименте охлаждение по всему видимому шло быстрои диффузия в тв. состоянии идти не успевает (не выравнивается состав).
Если скачком охладить сплав состава х до какой-то температуры ниже эвтектической, то мы попадем в область квазиэвтектики, в которой будет наблюдаться жидкость, из которой одновременно выпадают кристаллы альфа и бета фазы. Жидкость находится в неустойчивом состоянии, т.к. она не эвтектического состава.
Вопрос 5.Почему Тк меньше после пластической деформации в решетке оцк при наличии примесных атомов внедрения.
При наличии примесных атомов в Ме образуются атмосферы Коттрелла, к-е тесно взаимодействуют с дислокациями, что в свою очередь затрудняет их скольжение. После пластической деформации дислокации отрываются от атмосфер Коттрелла и расходятся друг от друга, становясь более подвижными и => Тк понадобится меньше.
Билет 2.
Вопрос 1. Процесс образования слитка стали и что на это влияет
1 зона. – зона мелких, хаотично ориентированных равноосных зерен. Горячий Ме соприкасается с холодными стенками и быстро остывает; скорость обр-я зародышей высокая; образовывается «здоровая корочка».
2 зона – самая массивная зона, зона крупных столбчатых, почти одинаково ориентированных кристаллов. После образования здоровой корочки скорость обр-я зародышей падает; меняется направление теплообмена; создаются благоприятные условия для дендритного роста кр-лов; они растут по всем направлениям к центру слитка. Выживают только те дендриты, у кот-х направление скорости роста совпадает с направлением теплоотвода
3 зона – зона крупных хаотично ориентированных равноосных кр-лов. По мере роста дендритов , их скорость роста уменьшается и становится минимальной, т.к. в центре нет теплообмена, поэтому зерна образуются крупные и редко.