КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ Механизм процесса Основные закономерности процесса Связь

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

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ – ЭТО ПРОЦЕСС ПЕРЕХОДА ВЕЩЕСТВА ИЗ ЖИДКОГО СОСТОЯНИЯ В ТВЕРДОЕ С ОБРАЗОВАНИЕМ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ. Почему начинается процесс кристаллизации? 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