Модель процесу кристалізації

Характеристики процесу кристалізації

к.ц (п)– кількість центрів кристалізації

ш.р. (ш) лінійна швидкість росту

Зі збільшенням ΔТ зростає різниця у вільних енергіях твердого та рідкого стану, що сприяє утворенню нових центрів кристалізації та їх росту. Однак, зниження температури викликає уповільнення дифузії, що уповільнює процес кристалізації. Величина утворених кристалів залежить від ΔТ – чим вище ΔТ, тим більше центрів кристалізації, здатних до зростання, виникає, тим менші розміри кристалів, що утворюються. Кристали мають форму дендритів.

Спонтанне виникнення центрів кристалізації в однорідній ( гомогенній) системі – гомогенне утворення зародків. В неоднорідній системі ( з великою кількістю домішок) – зародки утворюються на домішках – гетерогенне утворення зародків.

Модифікування - застосування спеціально введених до рідкого металу домішок ( модифікаторів) з метою отримання дрібного зерна.

Не Модифікований. модифікований.

Схема структури литого металу

До змісту

Будова зливка після процесу кристалізації залежить від ступеню переохолодження, напрямку відведення тепла , наявності готових центрів кристалізації

БУДОВА ЗЛИВКА

Незначний ступінь переохолодження (ΔТ ) – нормальне охолодження

1-зона дрібних кристалів

2-зона стовпчастих кристалів

3-зона крупних рівновісних кристалів

4- усадкова раковина

Сильне перегрівання та швидке охолодження (значний ΔТ)

2-зона стовпчастих кристалів

4 - усадкова раковина

Явище транскристалізації

Дуже повільне охолодження ( низький ΔТ)

3-зона крупних рівновісних кристалів

4- усадкова раковина

Рідкий метал має більший об’єм, ніж твердий, тому у верхній частині зливка, що кристалізується в останню чергу, утворюється порожнина – усадкова раковина

До змісту

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Дайте визначення процесу кристалізації.

2 Вкажіть умови, необхідні для перебігу процесу кристалізації.

3 Що таке критичний розмір зародка ? Від чого він залежить ?

4Поясніть, чому величина кристалів залежить від ступеню переохолодження.

5 Що таке модифікатори і з якою метою їх застосовують ?

6 Яким чином впливають умови кристалізації на будову сталевого зливка ?

ЗАДАЧІ

Задача 1

Теоретична температура плавлення свинцю 327⁰С. До початку кристалізації рідкий метал охолодили до 200⁰С. Визначте ступінь переохолодження металу ΔТ.

Задача 2

Температура кристалізації міді 1090⁰С. Один зливок міді затвердів з переохолодженням 100⁰С, інший -500⁰С. Замалюйте структуру зливків, що утворились, та поясніть результат.

До змісту