Вход для пользователей
Забыли пароль?    Регистрация
 
Металлургия: Особенности кристаллизации металлов

Каждое вещество в зависимости от давления и температуры может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. В обычных атмосферных условиях при комнатной температуре все металлы, за исключением ртути, являются твердыми телами.

В отличие от жидкостей, они сохраняют соответствующую форму и размеры и противодействуют внешним силам, чтобы не изменить эти важные признаки.

Переход металлов, как и всех существующих кристаллических тел, из состояния жидкого в состояние твердое осуществляется из-за естественного стремления каждого вещества снизить запас своей энергии из-за  снижения температуры.

Если кристаллическое тело находится в жидком состоянии, то при любой температуре, превышающей точку плавления, его свободная энергия меньше той, когда оно при той же температуре находится в твердом, т.е. кристаллическом, состоянии. Но когда температура станет ниже точки плавления, тем ниже запас свободной энергии будет у твердого состояния.

Поэтому, подчиняясь природным законам термодинамики, металлы, как кристаллические тела, в процессе нагревания до соответствующей температуры плавятся (переходят из твердого состояния - в жидкое), а при охлаждении кристаллизуются (становятся твердыми телами).

Поскольку свойства металлов зависят от формы и размера их зерен, то важно знать, как и по какому закону кристаллизуются металлы и можно управлять размером зерен, чтобы получать нужные свойства. Переход железа, как в прочем и некоторых прочих металлов, с одной  формы в другую происходит из-за того, что, меняется тип кристаллической решетки, и уменьшается запас свободной энергии.

При отвердении железа происходит самовольно осуществляемый процесс образования кристаллических решеток металла, который вызывает резкое уменьшение энергии движения его атомов. Выделенная при этом скрытая теплота кристаллизации поддерживает температуру постоянной до исчезновения жидкой фазы, т.е. до окончания кристаллизации.

Средний размер зерен, образованных в процессе кристаллизации, зависит от количества центров кристаллизации. Чем больше таких центров, тем мельче зерно и прочнее металл. В случае необходимости размером зерна можно управлять.

Чтобы получить мелкозернистый металл, осуществляют его модификацию, т.е. в расплавленный металл вводят небольшое количество специального вещества - модификатора, который при кристаллизации образует дополнительные центры, вследствие чего общее число таких центров, а следовательно, и количество создаваемых зерен, увеличивается, а их размеры уменьшаются .

Некоторые модификаторы не создают дополнительных центров кристаллизации, а также замедляют рост зерен из возникших центров. Однако вследствие этого замедления увеличивается общая, продолжительность кристаллизации, следовательно, возрастает суммарное количество центров, зарождающихся в жидком металле. А это способствует измельчению зерен сплава.

14.04.2013 10:49 • Администратор


Комментарии
Гости не могут добавлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь.

Получайте обновления:

     







Наша кнопка





Наша ссылка

Разделы публикаций
Промышленные технологии сварочного производства Сварка
Промышленные технологии механической обработки материалов Механическая обработка
Системы технологий промышленных производств Системы технологий
Промышленные технологии металлургического производства Металлургия
Промышленные технологии сборочнных операций Сборка
Промышленные технологии термической обработки материалов Термическая обработка
Промышленные технологии химического производства Химическое производство
Технологии строительной индустрии Строительство
Публикации о нанотехнологиях Нанотехнологии
Прочие публикации Прочее






Яндекс цитирования Check PageRank
Сайт работает на LinkorCMS