От степени переохлаждения.
Каждой степени переохлаждения соответствует свой размер устойчивого зародыша, способному к дальнейшему росту.
Если , то такой зародыш способен к дальнейшему росту.
С увеличением степени переохлаждения: .
Изменяя размер зародыша мы можем управлять процессом кристаллизации.
Если перейти от структуры к свойствам, то с уменьшением размера зерна растет прочность, пластичность и возрастает ударная вязкость.
Предел текучести:
Видно, что предел текучести зависит от среднего размера зерна .
где - прочность монокристалла
- коэффициент, зависящий в частности от плотности дислокаций и кристаллического строения.
Через средний размер зерна мы можем управлять прочностью. Материал, обладающий мелкозернистой структурой- прочный материал. Для крупнозернистой структуры характерны низкие прочности.
Способы регулирования размера кристалла:
- изменение степени переохлаждения ;
- модифицирование- технологическая операция введения в жидкий металл специальных веществ (модификаторов).
Модификаторы:
1. Объемные (когда их вводят в жидкий металл, образуются тугоплавкие химические соединения- готовые центры кристаллизации) (подобно образованию жемчуга из песчинки).
В качестве модификаторов часто используют .
Для того чтобы металл стал модификатором необходимо размерное и структурное соответствие кристаллических решеток модификатора и металла, в который он вводится. То есть можно выделить два принципа, по которым выбирается модификатор:
Принципы:
1). Одинаковые кристаллические решетки металла и модификатора.
2). Близкий атомный радиус (отличие не более 9%)
2. Поверхностно-активные модификаторы (когда их вводят в жидкий металл, атомы модификатора обволакивают зародыш и уменьшают поверхностное натяжение, тем самым уменьшается и увеличивается число зародышей.
где - разность свободных энергий жидкой и твердой фазы
коэффициент поверхностного натяжения между твердой и жидкой фазой
Пример:
Натрий выполняет роль модификатора, хлор улетучивается.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 723;