2.1.3. Будова зливка.

На процес кристалізації, розмір і форму кристалів чинять вплив і інші фактори: сторонні неметалічні домішки, тверді і газові включення, механічні фактори (наприклад вібрація), теплоємність і теплопровідність металу, температура розплаву, способи лиття, стан поверхні виливниці (форми, в яку виливають метал) та інше.

Зокрема, форма і розмір зерен, що утворюються при кристалізації, залежать від умов їх росту, головним чином, від швидкості і напрямку відведення тепла і зміни температури рідкого металу, а також від вмісту домішок.

Т ипова структура зливка складається з трьох зон (рис.2.5). Рідкий метал найбільше переохолод­жуєть­ся в місцях дотику з холодними стінками вилив­ниці, що сприяє утворенню на поверхні зливка зони дрібних рівновісних криста­лів (1). Далі утворюється зона стовпчастих подовже­них кристалів (2), розміщених нормально по відношенню до стінок виливниці. В середині зливка де спостерыгаэться найменше переохолодження ∆Т і відсутнє напрямлене відведення тепла, утворюються рівновісні великі кристали (3).

Рис.2.5. Будова зливка

Спостереження за процесом кристалізації металів і сплавів пов’язане з труднощами: високі температури і швидкоплинність процесів, непрозорість металів і виливниці та ін. Тому для вивчення цих процесів використовуються моделі, в яких об’єктом дослідження є прозорі легкоплавкі солі і розчини, наприклад, розчин червоної кров’яної солі.

2.2. Завдання

а) опрацювати теоретичні відомості;

б) вивчити порядок виконання роботи;

в) підготувати відповіді на контрольні запитання;

г) підготувати звіт.

2.3. Порядок виконання роботи

2.3.1. Спостереження самовільного утворення зародка в перенаси­ченому розчині:

а) підготувати скляну пластинку моделі, старанно обробивши її поверхню;

б) підготувати пластинку в сушильній шафі (при t=60С);

в) нанести на пластинку велику (але щоб не розтеклося) краплю перенаси­ченого розчину червоної кров’яної солі K₃[Fe(CN)₆]_;

г) помістити пластинку з краплею в сушильну шафу для інтенсивного випаровування;

д) з появою кристалізації по краях кріплю помістити під мікроскоп МБС‑2 і при збільшенні х2 (або х4) спостерігати за зародженням і ростом зародків посередині краплі;

е) замалювати результати спостереження в процесі кристалізації та по її завершенні (подібно до рис.2.6).

Інтенсивне випаровування, значне перенасичення і утворення числа зародків по краях краплі обумовлюється великою кривизною поверхні в цьому місці та більшим переохолодженням в тоншому перерізі краплини.

Рис.2.6. Зародження кристалів в перенасиченому розчині

2.4. Контрольні запитання

1. Які термодинамічні умови фазових перетворень?

2. В чому суть процесу кристалізації?

3. Що таке вторинна кристалізація?

4. Що характеризує ентропія, ентальпія?

5. Які параметри процесу кристалізації?

6. Які зтадії кристалізації за Черновим?

7. Що таке переохолодження?

8. Який зв’язок між величиною зерна, числом центрів кристалізації, швидкістю росту кристалу і ступенем переохолодження ∆Т ?

9. Що таке модифікатори, які вони бувають і з якою метою застосовуються?

10. Які основні зони кристалізації має зливок?

11. Що таке ліквація і яких видів вона буває?