Procesul de cristalizare - studopediya metalic

Cristalizarea se spune că tranziția de la lichid la stare solidă, pentru a forma cristale sau barilor de cristal. In metalic efectiv corpuri topesc cristalizare capete formează structura cristalelor întrețesute complicate - dendrite. morfologia lor determină proprietățile materialelor. In formarea cristalelor de dezvoltare este, în esență plane perpendiculare cu densitate maximă de ambalare a atomilor. Aceasta conduce la faptul că ramuri lungi sunt formate inițial, axe așa-numitul prim ordin. Concomitent cu extinderea axelor primei comenzi la marginile lor nuclea și să crească la aceasta perpendicular sunt aceeași ramură de ordinul al doilea. la rândul lor, acestea cresc axa întreită, etc. Cristalele formate copac - formă dendritică. O creștere a cristalului preferat are loc în direcția de disipare a căldurii. ramuri dendritlce ​​separate printr-un straturi foarte subțiri insolubile în impuritățile lichide și solide și în special cavități mici și pori care au apărut ca urmare a reducerii volumului de metal în tranziția de la lichid la solid. Atunci când punctul de topire determinat pentru fiecare metal, metalul solid trece în lichid. Multe dintre proprietățile care se schimbă ușor. De exemplu, densitatea scade cu 5-7%. creșterea conductivitate electrică și termică. Natura forțelor interne nu sa schimbat. lichid metalic în structura sa este aproape de solid. Rețeaua cristalină este păstrată până la temperatura de topire. După topirea zăbrele este distrus, dar a păstrat dinamic ordinea de rază scurtă de acțiune. Vindecarea are loc la temperaturi se tzatv mai puțin mp. Există hipotermie și perenagrev.

La un T valoarea temperaturii energiilor libere ale statelor lichide și solide sunt egale. Procesul de cristalizare are loc la o temperatură mai mică decât Tm. Pentru a începe solidificarea subrăcire necesară (diferența de energie). Hipotermia este mai mare, cu atât mai mare rata de schimbare.

Procesul de cristalizare are loc în două etape: nucleația cristal; creștere a cristalelor formate.

In metale reale centre de cristalizare sunt particule refractare și pereții matriței.

In metale pure centre de cristalizare sunt zone cu raza lunga de acțiune a atomilor (clustere), adică structura lor aproape de structura de cristal cu zăbrele.

Cea mai mare viteza de răcire (gradul de subrăcire), se formează mai structură cu granulație fină. În cazul în care viteza de răcire de ordinul a 10 5 -10 6 grade pe secundă, se obține o structură amorfă.

lingou de metal 5.Stroenie. Caracteristici ale structurii exprimate și metalul deformat.

Zona de cristale columnare are cea mai mare densitate, dar articulațiile cristalelor columnare sunt colectate insoiubiie, iar astfel de lingouri adesea rastreskivayutsya prin tratament de presiune.

În partea superioară a lingoului solidificat în ultimă instanță, tubulatura concentrată. Acesta conține o mulțime de cantitate de pori de contracție. Lingou are o compoziție neomogen. În direcția de la suprafață la centru și de jos în sus crește concentrația de carbon și impurități dăunătoare de sulf și fosfor. eterogenitatea chimică a zonelor individuale ale lingou numit segregare zonală. Aceasta afectează în mod negativ proprietățile mecanice.

deformare plastică a metalelor și aliajelor ca un corp policristalin, are unele caracteristici în comparație cu deformarea plastică a cristalului individual. corp policristalin Deformarea compus din boabe individuale ale tulpinii și deformare în volumul de frontieră.

plan de alunecare de cereale în mod arbitrar orientate în spațiu, astfel încât sub influența forțelor externe, subliniază în boabele individuale vor fi diferite planuri de alunecare. Deformarea începe la granulele individuale în planurile de alunecare se confruntă cu stres maxim tangențială. granule adiacente se va desfășura și, treptat, implicat în procesul de deformare. Deformarea determină o schimbare în formă de boabe: granule obținute formă care se extinde în direcția fluxului de metal cel mai intens (rotirea axelor de putere maximă de-a lungul direcției de deformare.

Metal devine structura fibroasa. Fibers cu alungite de-a lungul ei incluziuni nemetalice determina proprietățile nesimilaritate de-a lungul și peste cereale. Concomitent cu modificarea formei boabelor în procesul de deformare plastică schimbă orientarea spațială a latici cristaline.

de metal malformat este într-o stare de neechilibru. Trecerea la starea de echilibru este asociată cu o scădere a latice distorsiune cristalină, detensionare, ca atomi deplasabil determinat.

Prin creșterea temperaturii metalului în procesul de încălzire după deformarea plastică este crescută prin difuzie atomică și procesele emoliere începe să acționeze, rezultând într-o stare de echilibru din metal - recuperarea și recristalizare.

Întoarcere. O încălzire mică cauzează accelerarea mișcării atomilor, reducerea densității de dislocare, eliminarea tensiunilor interne și recuperarea rețelei de cristal

Recristalizarea - procesul de nucleația și creșterea de noi boabe de metal nedeformată prin încălzire la o anumită temperatură hardened rece.

încălzirea metalului la o temperatură de recristalizare este însoțită de o schimbare bruscă a microstructurii și proprietăților. Încălzirea conduce la o reducere drastică a rezistenței, în timp ce creșterea ductilitate. De asemenea, reduce rezistența electrică și se ridică de conductivitate termică.

Etapa 1 - recristalizare primară (prelucrarea) este de formare a germenilor și creșterea noilor boabe de echilibru, cu un grilaj nedistorsionată. Noile limite de cereale apar în cereale vechi și blocuri în cazul în care grătarul a fost cea mai distorsionată. Cantitatea de noi boabe sunt crescute treptat, iar structura nu rămâne vechi boabe deformate.

Forța motrice a recristalizarea primară este energia stocată în metalul prelucrat la rece. Sistemul tinde să se miște într-o stare stabilă, cu o rețea cristalină nedistorsionată.

Etapa 2 - secundar recristalizare se formează în creșterea noilor boabe.

Forța motrice este energia de suprafață a boabelor. Atunci când interfața boabe fine este mare, astfel încât există o energie de suprafață mare. Lărgind limitele granulelor din lungimea totală este redusă, iar sistemul trece într-o stare de echilibru.

Factorii principali care determină mărimea boabelor de metal în timpul recristalizării, sunt temperatura, durata de expunere, și gradul de încălzire la tulpina preliminară

Cu creșterea temperaturii, coarsening cereale cu creșterea boabelor de întârziere de timp devin, de asemenea, mai mare. Cele mai mari boabe sunt formate după o deformare minoră provizorie de 3 ... 10%. O astfel de deformare se numește critică. Și o astfel de deformare nedorită înainte de recoacere de recristalizare.

Practic, recoacere de recristalizare a fost realizată DPJ Oțelurile cu carbon redus, la o temperatură de 600 ... 700 ° C pentru alamă și bronz - 560 ... 700 ° C pentru aliaje de aluminiu - 350 ... 450 ° C și aliaje de titan - 550 ... 750 o C.