12.2.Основные понятия и определения

Металлургические процессы это комплекс химических и физических процессов, происходящих при плавке металлов в плавильной печи.

Химические процессы представляют собой процессы взаимодействия между веществами (компонентами), связанные с изменениями химического состава (превращениями) участвующих в реакции веществ.

Физические процессы это взаимодействия, не связанные с изменениями химического состава веществ (изменения агрегатного состояния веществ, адгезия, диффузия и другие перемещения).

Вещество – материальная субстанция, обладающая однородным составом и свойствами. Вещество может быть простым и сложным.

Если субстанция состоит из нескольких веществ, то эта субстанция называется смесью.

Смеси могут быть гомогенными и гетерогенными.

Вещества делятся на кристаллические и аморфные. Твёрдые аморфные вещества являются переохлаждёнными жидкостями. В расположении частиц аморфного вещества не удаётся обнаружить определённого порядка. К аморфным веществам относятся шлаки и расплавы металлов, газообразное состояние.

В металлургии вещества взаимодействуют друг с другом в виде растворов.

Гомогенными смесями называют такие смеси, которые имеют однородные свойства на любых сколь угодно малых участках смеси.

Если гомогенные смеси достигают молекулярного уровня, смеси называют растворами.

Гетерогенными называют такие смеси, которые имеют участки с разными свойствами.

Компонент – вещество, принимающее участие в реакции.

Компонент, который находится в большем количестве, называется растворителем, в меньшем количестве – растворённым (компонентом).

Фаза – совокупность веществ или сред, отделённая от окружающей среды поверхностью раздела и характеризуемая определённым комплексом свойств, одинаковыми по всему объёму фазы.

Химические элементы и соединения обозначаются химическими формулами.

Химические превращения записываются в виде уравнений, которые отражают изменение состава участвующих в процессе веществ.

Расчёты состава веществ, участвующих в реакциях, называются стехиометрией.

При расчётах часто используется понятие «моль» - количество вещества, численно равное молекулярной массе. Например, 1 моль окиси железа FeO имеет массу 56 + 16 = 72г.

Строение веществ связано не только с составом, но и со структурой, например, графит и алмаз, белое и серое олово, феррит (α – железо) и аустенит (γ – железо).

Модифицирование – процесс ввода малых количеств вещества (модификаторов) в расплав с целью измельчения зерна и улучшения механических свойств отливок.

Эффект модифицирования является кратковременным и длится обычно 15 минут, что отличает процесс модифицирования от микролегирования, эффект от которого является постоянным.

Затвердевание – образование корки затвердевшего металла при охлаждении жидкого металла.

Кристаллизация – зарождение кристаллов при формировании кристаллического строения отливки.

Первичная кристаллизация – образование кристаллов при переходе вещества из жидкого состояния в твёрдое состояние или «первичная кристаллизация».

Вторичная кристаллизация – изменение формы кристаллов в твёрдом состоянии.

Переохлаждение – процесс охлаждения металла ниже температуры Ткр его равновесного перехода в другое фазовое состояние до температуры Т1. Эту температуру обозначают Δ Т переохлаждения.