double arrow
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

3

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Кристаллизацией называют процесс образования кристаллов в металлах при переходе из жидкого состояния в твердое. Различают первичную и вторичную кристаллизацию: первичная – образование кристаллов из жидкости в процессе затвердевания металла; вторичная – изменение кристаллического строения металла в твердом состоянии. Чем объяснить существование при одних температурах жидко-

го, а при других температурах твердого состояния? В природе все самопроизвольно протекающие превращения, такие, как плавление и кристаллизация, обусловлены тем, что новое состояние является энергетически более устойчивым, обладает меньшим запасом энергии.

Энергетическое состояние системы, имеющей огромное число охваченных тепловым движением атомов, молекул, характеризуется особой термодинамической функцией F, называемой свободной энергией. С изменением внешних условий, например, температуры, свободная энергия системы изменяется по сложному закону, но различно для жидкого и твердого состояний.

По мере протекания процесса кристаллизации происходит как зарождение новых центров кристаллизации, так и рост кристаллов.

В процессе кристаллизации, пока растущий кристалл окружен жидкостью, он имеет правильную форму. Однако при соприкосновении с другими растущими кристаллами их правильная форма нарушается.

После затвердевания металла получаются кристаллы неправильной формы, границы которых чаще всего принимают округлые очертания. Такие кристаллы называют зернами или кристаллитами. Если рост кристаллов происходит по трем направлениям, то образующийся в результате кристаллизации кристаллит имеет древовидную форму, эти кристаллы получили название дендритов.




Реальный процесс кристаллизации целесообразно изучить по строению стального слитка. Описание строения стального слитка впервые дано в 1878 г. Д.К. Черновым.

Первая зона состоит из дезориентированных мелких кристаллов – дендритов (древовидные кристаллы), полученных из-за быстрого охлаждения и образования большого количества центров кристаллизации.

Вторая зона – столбчатые кристаллы, полученные вследствие уменьшения степени переохлаждения стали. В результате из зародышей начинают расти в направлении отвода тепла столбчатые кристаллы.

1. Что изучает наука материаловедение?



2. Дайте определение понятий «металл» и «конструкционный мате-

риал».

3. Роль конструкционных материалов в развитии науки, техники,

производства.

4. В чем отличие «Материаловедения» от науки «Технология конс-

трукционных материалов»?

5. Что изучает металловедение?

6. Приведите примеры кристаллических и аморфных тел.

7. Какие типы кристаллических решеток характерны для метал-

лов?

8. Что такое полиморфизм железа?

9. Основные отличия первичной кристаллизации металлов от вто-

ричной.

10. Какое влияние оказывает скорость охлаждения металла на его

структуру и свойства?

11. В чем сущность анизотропии свойств кристаллов?

12. Назовите основные дефекты кристаллического строения.

13. Понятие идеальных и реальных кристаллов.

14. Механизм кристаллизации металлов.

3





Сейчас читают про: