27.В чём состоит роль переохлаждения при кристаллизации металлов?
Температура расплава поддерживается за счёт выделения теплоты затвердевания. Кристаллизация металлов протекает при постоянной температуре.
Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации наз.переохлаждением Т = Tпл -Т . В некоторых случаях величина переохлаждения расплавленного металла может составлять 200 - 300 К.
28. Какие 2е основные стадии включает процесс гомогенной кристаллизации?
Процесс затвердевания можно разделить на две ста-дии:
1. Образование центров кристаллизации из жидкого расплава. Количественной характеристикой первого этапа является число центров кристаллизации, образуемых в единице объема за единицу времени.
2. Рост кристаллов из образовавшихся центров кристаллизации. Этот процесс характеризуется скоростью кристаллизации или линейной скоростью роста кристаллов.
Гомогенная кристаллизация происходит в три этапа: достижение пересыщения раствора, образование центров кристаллизации ( зародышей кристаллов) и их дальнейший рост.
29. Что называется критическим радиусом зародыша кристалла?
При некотором критическом значении радиуса r* величина G имеет максимум, для которого:
r*=величина
критического радиуса зародыша
кристаллизации ,способного к росту.
Рис. 1 Изменение G зависимости от радиуса зародыша при постоянном значении переохлаждения
Рис. 2 Изменение размера критического зародыша в зависимости от величины переохлаждения
Т.е. критический радиус-минимальный радиус зародыша,способного к росту.Если образуется зародыш с радиусом, большим чем r*, то дальнейшее увеличение его размеров сопровождается уменьшением G, и такой процесс будет развиваться самопроизвольно.
Образование зародыша с радиусом, меньшим чем r*, сопровождается увеличением свободной энергии, и такой зародыш имеет тенденцию к исчезновению.
30. Что такое гетерогенная кристаллизация? Какова роль подложки при гетерогенной кристаллизации распалава?
Гетерогенное (несамопроизвольное) зарождение кристаллов, т. е. кристаллы образуются на поверхности посторонних твердых веществ, имеющихся в металлическом расплаве.
Если подложка, на которой происходит образование зародышей, смачивается жидким металлом, то образование на ней зародыша будет сопровождаться меньшей затратой энергии.
При наличии подложек процесс кристаллизации облегчается ,и идёт при меньших переохлаждениях. Это свойство используется для улучшения структуры стали.
31. Что такое модифицирование жидкого металла? Что называют модификаторами первого и второго рода?
Модифицирование жидкого металла – введение в расплав небольших количеств примесей с целью измельчения структуры.
Модификаторы 1 рода, образуют в расплаве высокодисперсную смесь. Частицы этой взвеси служат зародышами, на которых образуются и растут кристаллы.
Модификаторы ІІ рода – растворимые вещества, избирательно адсорбирующиеся на гранях кристаллического зародыша, изменяющие межфазное поверхностное натяжение и характер роста кристаллов.