Читайте также:
|
Рис. 1.12. Схема стального слитка.
Схема стального слитка, данная Черновым Д.К., представлена на рис.1.12.
Слиток состоит из трех зон:
1. мелкокристаллическая корковая зона;
2. зона столбчатых кристаллов;
3. внутренняя зона крупных равноосных кристаллов.
Кристаллизация корковой зоны идет в условиях максимального переохлаждения, образуется большое число центров кристаллизации, кристаллизуясь образовывая мелкозернистую структуру.
Жидкий металл под корковой зоной находится в условиях меньшего переохлаждения. Число центров ограничено и процесс кристаллизации реализуется за счет их интенсивного роста до большого размера.
Рост кристаллов во второй зоне имеет направленный характер. Они растут перпендикулярно стенкам изложницы (форма), образуются древовидные кристаллы – дендриты (рис.1.13). Растут дендриты с направлением, близким к направлению теплоотвода.
Так как теплоотвод, от не закристаллизовавшегося металла, середины слитка в разные стороны выравнивается, то в центральной зоне образуются крупные дендриты со случайной ориентацией.
Исходя из условия повышения прочности материала стремятся к получению мелкозернистой структуры. Оптимальными условиями для этого являются: максимальное число центров кристаллизации и малая скорость роста кристаллов.
Рис.1.13. Схема дендрита по Чернову Д.К.
Мелкозернистую структуру можно получить в результате модифицирования, когда в жидкие металлы добавляются посторонние вещества – модификаторы.
По механизму воздействия различают:
1. Вещества не растворяющиеся в жидком металле – выступают в качестве дополнительных центров кристаллизации.
2. Поверхностно - активные вещества, которые растворяются в металле, и, осаждаясь на поверхности растущих кристаллов, препятствуют их росту.
3.3 Методы исследования металлов: структурные и физические.
Металлы и сплавы обладают разнообразными свойствами. Используя один метод исследования металлов, невозможно получить информацию о всех свойствах.
Используют несколько методов анализа.
1. Определение химического состава
Для определения химического состава используются методы количественного анализа- спектральный и рентгеноспектральный. Второй метод более точный.
2. Изучение структуры. Различают макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру.
· Макроструктурный анализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы.
· Микроструктурный анализ – изучение поверхности при помощи световых и электронных микроскопов. Увеличение – 50…100000 раз.
· Для изучения атомно-кристаллического строения твердых тел (тонкое строение) используются рентгенографические методы, позволяющие устанавливать связь между химическим составом, структурой и свойствами тела, тип твердых растворов, микронапряжения, концентрацию дефектов, плотность дислокаций.
3. Физические методы исследования
· Термический анализ основан на явлении теплового эффекта. Фазовые превращения в сплавах сопровождаются тепловым эффектом, в результате на кривых охлаждения сплавов при температурах фазовых превращений наблюдаются точки перегиба или температурные остановки. Данный метод позволяет определить критические точки.
· Дилатометрический метод. При нагреве металлов и сплавов происходит изменение объема и линейных размеров – тепловое расширение. Если изменения обусловлены только увеличением энергииколебаний атомов, то при охлаждении размеры восстанавливаются. При фазовых превращениях изменения размеров – необратимы. Метод позволяет определить критические точки сплавов, температурные интервалы существования фаз, а также изучать процессы распада твердых растворов.
· Магнитный анализ. Используется для исследования процессов, связанных с переходом из паромагнитного состояния в ферромагнитное (или наоборот), причем возможна количественная оценка этих процессов.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 30 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |