1 of 8

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Механизм процесса. Основные закономерности процесса. Связь между структурой и свойствами металлов.

2 of 8

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ – ЭТО ПРОЦЕСС ПЕРЕХОДА ВЕЩЕСТВА ИЗ ЖИДКОГО СОСТОЯНИЯ В ТВЕРДОЕ С ОБРАЗОВАНИЕМ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ.

В природе все самопроизвольно протекающие процессы обусловлены тем, что новое состояние в новых условиях энергетически является более выгодным.
Для характеристики энергетического состояния используется характеристика, которая получила название энергия Гиббса (G).
Изменение энергии Гиббса ∆G=Gкон. – Gнач.

ЭНЕРГИЯ ГИББСА ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Тs – равновесная температура, при которой Gж = Gтв (теоретическая температура начала процесса кристаллизации).
! Для того, чтобы начался процесс кристаллизации, необходимо, чтобы процесс был выгоден системе.
Тк – это фактическая температура начала процесса кристаллизации.
Для того, чтобы начался процесс кристаллизации вещество необходимо охладить ниже равновесной температуры – этот процесс носит название переохлаждение, а
∆Т = Тs – Tk это степень переохлаждения

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Механизм процесса кристаллизации был предложен Д.Черновым.
Процесс кристаллизации можно считать состоящим из 2 параллельно протекающих процессов:
1. Зарождение центров кристаллизации
2. Рост кристаллов из этих центров
Т.о. по окончании процесса кристаллизации металл оказывается состоящим из большого количества мелких кристаллов, у которых нарушена правильная внешняя форма (из-за столкновений).
Такие кристаллы неправильной внешней формы называются зернами или кристаллитами.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Число центров кристаллизации (ч.ц.) и скорость роста кристаллов (с.к.) зависят от степени переохлаждения.
! Из графика видно, что чем больше степень переохлаждения, тем большее число центров кристаллизации образуется и скорость из роста мала (они не успевают вырасти). Таким образом структура получается мелкозернистая.
! Если же степень переохлаждения небольшая, то количество центров небольшое, а скорость их роста наоборот. И структура в этом случае получается крупнозернистая.
Размер зерна металла влияет на его механические свойства.
Чем мельче зерно, тем выше его прочность, вязкость и пластичность.

СТРУКТУРА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОТЛИВКИ

Для получения металлической отливки металл заливают в специальную форму – изложницу и там он кристаллизуется.
1 слой – корковый слой (большая степень переохлаждения)
2 слой дендритный слой (большого перепада температур нет, идет равномерный отвод тепла о центра отливки к окружающей среде)

3 слой – центральный слой равноосных
крупных зерен (нет большой степени переохлаждения и нет ярко выраженного отвода тепла)

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Подготовить конспект в рабочей тетради по теме:
«Реальное строение металлов: точечные, линейные и поверхностные дефекты»
Требования к конспекту:
1. Подобрать необходимую литературу.
2. Проанализировать имеющийся материал: выявить незнакомые термины, определить степень сложности материала.
3. Разбить материал на части, определить последовательность этих частей (в вашем конспекте будет 3 основных раздела, каждый из которых будет дополняться иллюстрацией)
4. Обозначить основные тезисы каждой части (тезис – основная мысль текста)
5. Оформить конспект в рабочей тетради с указанием темы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка): Учеб. пособие. – М: ОИЦ «Академия», 2008. – 288 с. – Серия: Начальное профессиональное образование.
http:// www.supermetalloved/narod.ru (теоретические сведения).
http://www.vkpolitehnik.ru