Билет №7
1. Поверхностно-активные примеси и их влияние на кристаллизацию. Приведите конкретные примеры. Значение металлургической наследственности для процесса кристаллизации.
При введении в кристалл растворимых примесей, поверхностное натяжение изменяется. Имеются растворимые примеси которые сильно снижают поверхностное натяжение, а некоторые увеличивают.
Растворимые примеси снижают поверхностное натяжение называются поверхностно активные (ПА). К числу таких ПА примесей относятся щелочноземельные и щелочные металлы, S, N, P.ПА концентрируются на переохлажденной жидкости на поверхности кристаллических зародышей и снижают работу образования зародышей и их размеры.
Растворимые примеси повышающие поверхностное натяжение на границе ж-кр, стремятся удалиться с этих поверхностей. Поэтому указанные примеси существенного влияния на кристаллизацию не оказывают при условии, что они хорошо растворимы и в жидкой и в твердой фазе. Если же растворимость примеси в твердой фазе мала, то они тормозят зарождение и рост кристаллов. Действие их на рост кристаллов обусловлено выделением на поверхности кристалла зародышей особых инородных фаз, которые и нарушают контакт между основными кристаллами металла и питающим его жидким расплавом.
На процесс кристаллизации оказывают существенное влияние и готовые поверхности раздела (стенки изложницы, частицы нерастворимых примесей и т.д.). Вероятность образования зародыша на готовой поверхности раздела выше, чем в объеме расплава, потому что в случае присутствия готовой поверхности уменьшается σ, и как следствие, работа образования зародыша.
Размер зерна зависит от отношения между числом центров кристаллизации (зародышей) и скорости роста кристаллов.
Форма растущих кристаллов также зависит от условий охлаждения и от наличия примесей и других факторов. Также на их форму влияет направление отведения тепла при кристаллизации.
Кристаллизация поверхностной зоны протекает в условиях максимального переохлаждения, когда имеется большое число зародышей. Структура получается мелкокристаллической. В подкорковой зоне переохлаждение металла медленное следовательно меньше скорость образования зародышей.
После затвердевания слитка кристаллы продолжают расти. Образование зародышей основного металла при температуре его кристаллизации, в реальном слитке являются не столь быстрым процессом и поэтому величина зерна получается большей, чем это требуется для обеспечения хороших свойств металла. Поэтому в реальных условиях величину зерна регулируют не только подбором толщины стенок изложницы, но и путем наибольших изменений состава расплава (добавлением модификаторов).
Пример: добавление Al, B, Bi и др. элементов в чугун ведет к образованию нитридов, сульфидов и др тугоплавких соединений, на которых может происходить выделение основных фаз. Вещества, применяемые для измельчения зерна, называются модификаторами. В качестве модификаторов используют ПАВ, которые изменяют скорость зарождения кристаллов. Зерно в этом случае получается более мелким.
2. Какими методами можно исследовать изменения структуры фазового состава сплавов системы Fe-C при холодной и горячей пластической
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.