Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
У- УА УБ УВ УГ УД УЖ УЗ УИ УК УЛ УМ УН УП УР УС УТ УФ УЧ

Увеличение - переохлаждение

 
Увеличение переохлаждения приводит к росту вязкости жидкой фазы. Температура, ниже которой кристаллизация не происходит, называется температурой стеклования.
Влияние модификатора ( Се La на количество эвтектических карбидов и графита ( а, феррита ( б в модифицированных ферроцерием доэвтектических чугунах, охлажденных в формах кокильной ( 7, 5, шамотной ( 2, 6, из песчано-глинистой смеси ( 3, 7 и из перлитной смеси ( 4, 8. Увеличение переохлаждения аустенита способствует образованию феррито-карбидного эвтектоида по метастабильной схеме: А - Ф К.
С увеличением переохлаждения расплав должен приблизить свое строение к структуре твердой фазы, которая и является наиболее устойчивой в этих условиях. По-видимому, в расплаве с дан-ньш переохлаждением они являются фрагментами двуслойных плоских сеток, дозародышами и не могут вызвать зарождение и рост новых кристаллов, но при осаждении па грань ( 111) становятся жизнеспособными двумерными зародышами, присоединение которых требует большей работы ( И 2 - 4 - 10 - 13 эрг), чем в случае малых переохлаждений.
С увеличением переохлаждения в системе структура изменяется от более крупной к более мелкой и равномерно покрывает пространство двумерной области.
С увеличением переохлаждения количество избыточной фазы уменьшается, а при достижении определенного переохлаждения образуются квазиэвтектоидные структуры сталей с содержанием 0 6 - 1 4 % С ( подобно рассмотренным ранее квазиэвтектическим структурам), что определяется кинетикой кристаллизации фаз.
С увеличением переохлаждения радиус ц.к. уменьшается; с понижением, наоборот, - увеличивается. Если переохлаждение стремится к нулю, радиус ц.к. стремится к бесконечности.
Схема зависимости числа зародышей и скорости их роста от степени переохлаждения. С увеличением переохлаждения растет разность свободных энергий Гиббса ( AG Gx - От) и при хорошей подвижности атомов растут и достигают максимума и С.Р. Последующее уменьшение и объясняется снижением подвижности атомов при падении температуры. Уменьшение коэффициента диффузии при больших At затрудняет перестройку атомов жидкости в кристаллическую решетку твердого тела. При очень больших переохлаждениях и равны нулю и жидкость не кристаллизуется, а затвердевает как аморфное тело.
С увеличением переохлаждения графитный скелет разветвляется больше. Это связано с усилением расщеп-ляемости графитной пластины при ускоренном продвижении ее кромки в жидкости. Такая связь между линейной скоростью кристаллизации и дифференцировкой гра-фито-аустенитной эвтектики ( под дифференцировкой эвтектики здесь и далее понимается расстояние между осями двух соседних ответвлений ведущей эвтектической фазы) установлена в работе [44] при исследовании направленной кристаллизации серого чугуна. Эта зависимость подтверждена и для ступенчатого охлаждения эвтектического чугуна в процессе затвердевания. Если на первой ступени с малой скоростью охлаждения образуются графито-аустенитные колонии с груборазветвлен-ным скелетом, то на второй ступени с ускоренным охлаждением разветвление графита усиливается и периферийная часть колонии приобретает тонкую дифферепцирсв-ку. При равномерном охлаждении чугуна в процессе затвердевания обычно наблюдается обратная картина: в периферийных зонах колоний разветвленность графитного скелета уменьшается.
С увеличением переохлаждения А скорости зарождения w3 и роста УЛ кристаллов возрастают, поэтому скорость образования кристаллической фазы и линейная скорость перемещения границы раздела фаз повышаются.
С увеличением переохлаждения К увеличивается, однако только до определенного предела.
Зависимость скорости образования зародышей ti и скорости роста кристалла у и в переохлажденной среде от температуры. С увеличением переохлаждения скорость образования зародышей ( кривая v на рис. 5.4) вначале возрастает, затем достигает максимума, после чего снижается; при сильном переохлаждении она становится очень малой.
Эвтектический графит в междуведвиях.
С увеличением переохлаждения развет-вленность графитного скелета колонии увеличивается.
С увеличением переохлаждения количество избыточной фазы уменьшается, а при достижении определенного переохлаждения образуются квазиэвтектоидные структуры сталей с содержанием 0 6 - 1 4 % С ( подобно рассмотренным ранее квазиэвтектическим структурам), что определяется кинетикой кристаллизации фаз.
Сферолиты троостита ( темные фоне мартенсита. ХЭОО. С увеличением переохлаждения аустенита скорость зарождения центров перлитных колоний возрастает быстрее линейной скорости их роста, что приводит к уменьшению размера колоний.
С увеличением переохлаждения ДГ уменьшается работа образования критического зародыша и увеличивается вероятность его возникновения. Поэтому содержащиеся в стали активные частицы, попадая в сферу действия температурных флуктуации, обусловленных нагревом и расплавлением частиц инокулятора, приобретают наведенную активность и вызывают образование зародышей кристаллической фазы даже при определенном перегреве всего объема расплава. Наведенная активность подложек может сохраняться достаточно долго в процессе охлаждения расплава.
При увеличении переохлаждения, когда а - - 1, скорость роста кристалла в соответствии с ( 35) неограниченно возрастает, это и понятно, вся теплота кристаллизации идет на нагрев прилегающих к поверхности раздела фаз слоев жидкости до температуры кристаллизации, и теплоту фазового перехода не надо отводить за пределы пограничного слоя.
Схемы диаграмм изотермического превращения переохлажденного аустенита.| Схемы феррито-цементитных структур. а - г перлит. б - сорбит. в - троостит. При увеличении переохлаждения увеличивается количество зародышей новой фазы.
При увеличении переохлаждения Atc разделяющая способность колонн со всеми рассматриваемыми транспортирующими устройствами повышается. Однако в колоннах с закрученной лентой это повышение проявляется сильнее, чем в колоннах других конструкций. В области высоких переохлаждений колонна с закрученной лентой более эффективна, чем со сплошным шнеком, и ее разделяющая способность приближается к колонне с вращающейся спиралью и неподвижным стержнем.
Зависимость скорости роста кристалла и и числа центров кристаллизации п от. переохлаждения Д / ( кривые Таммана. По мере увеличения переохлаждения обе величины растут, достигают максимума и уменьшаются, приближаясь к нулю. При больших переохлаждениях, чрезвычайно неблагоприятных для кристаллизации, образуется стеклообразное тело. Для роста совершенных единичных кристаллов необходимы по возможности малые переохлаждения, когда число центров невелико.
Однако с увеличением переохлаждения процесс диффузии будет тормозиться, замедляя подход новых атомов из жидкости к кристаллу.
При некотором увеличении переохлаждения AT совершенные монокристаллы уже не обнаруживаются: кристаллизация идет с образованием монокристаллов несколько дефектной структуры - монокристаллов со складчатыми цепями. Скорость кристаллизации в этих условиях также еще очень мала, и монокристаллы большого размера редко удается получить за конечное время эксперимента. Толщина пластин в направлении цепи / тем больше, чем выше температура кристаллизации; для монодисперсных систем соблюдается условие L nl и п уменьшается с уменьшением ДТ.
Участок диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов. Понижение температуры превращения ( увеличение переохлаждения) приводит к возрастанию дисперсности возникающей ферритно-цементитной смеси.

Количество избыточной фазы с увеличением переохлаждения уменьшается, а ло достижении некоторого переохлаждения образуется только эвтектоид или, точнее, ваэиавтектошд.
Схематическое объяснение вида кривой скорости образования зародышей. Опыт показывает, что с увеличением переохлаждения / не изменяется монотонно, а имеет максимум. После переохлаждения до некоторой температуры превращение замедляется, а иногда практически останавливается. Иначе говоря, для превращения одной фазы в другую требуется преодолеть силы связи, удерживающие атомы в прежнем положении, что является характерной особенностью всякого диффузионного процесса.
Можно предположить, что с увеличением переохлаждения величина w должна непрерывно возрастать.
Как показывает анализ, при увеличении переохлаждения происходит изменение механизма затвердевания. Диффузионно-лимитируемый рост кристаллов сменяется на термически контролируемый режим роста. Это сопровождается резким увеличением скорости роста вершин дендритов и началом бездиффузионного затвердевания дендритных стволов. Переход к бездиффузионному затвердеванию и росту термических дендритов в сплаве осуществляется при достижении критического переохлаждения и скорости VD диффузии в расплаве На рисунке показаны кинетические кривые скорость-переохлаждение для вершин растущих дендритов в сплавах Ni - 0.7 ат.
Теория предсказывает, что по мере увеличения переохлаждения энергия, выделяющаяся вследствие кристаллизации, перекрывает затраты энергии на образование новых поверхностей и в конечном итоге приводит к тому, что средняя длина сегментов во вновь образующемся слое приближается к длине складки в слое подложки.
Зависимость степени переохлаждения расплавленного германия от скорости охлаждения при данной температуре перегрева ( а и от температуры перегрева при постоянных скоростях охлаждения ( 6. Видно, что увеличение температуры перегрева обусловливает увеличение переохлаждения ( при постоянной скорости охлаждения), причем эта зависимость проявляется в большей степени при высоких скоростях охлаждения и в очень слабой степени при медленном охлаждении.
С одной стороны, снижение температуры ( увеличение переохлаждения) увеличивает разность свободных энергий аустенита и перлита & F FA-F / /, что ускоряет превращение, с другой - вызывает уменьшение скорости диффузии углерода D, а это замедляет превращение ( фиг. Суммарное действие обоих факторов приводит к тому, что вначале с увеличением переохлаждения скорость превращения возрастает, достигает при каком-то значении переохлаждения максимума и затем убывает ( сплошная кривая на фиг.
Влияние перегрева на переохлаждение расплава при эвтектической кристаллизации. При любой из перечисленных обработок, вызывавшей увеличение переохлаждения расплава при эвтектической кристаллизации, наблюдалось возрастание доли пластиночной эвтектики в структуре образцов. Приведенные на рис. 4 микроснимки иллюстрируют указанную зависимость в чугунах с различной степенью эвтектичности.
Тпг), быстро возрастают по мере увеличения переохлаждения, достигают максимального значения и далее снова снижаются, приближаясь к нулю при сильных переохлаждениях. Понятно, что при таких переохлаждениях, когда число зародышей или скорость кристаллизации достигает нуля, кристаллизации не будет и должно получиться аморфное твердое тело.
Из приведенных формул видно, что с увеличением переохлаждения расплава критический размер зародыша уменьшается и, следовательно, вероятность самопроизвольного возникновения зародышей кристаллов возрастает. В практике производства литья, сварки, пайки величина переохлаждения не превышает нескольких градусов, реже десятков градусов. Это свидетельствует не о самопроизвольном образовании зародышей, а о кристаллизации на готовых зародышах.
Толщина теплового и диффузионного пограничных слоев при увеличении переохлаждения ( 35), ( 36) уменьшается ( 46), что связано с движением границ фаз. Кроме того, при сильном переохлаждении только часть теплоты - кристаллизации уходит за пределы пограничного теплового слоя, другая часть идет на нагревание переохлажденной жидкости в тепловом слое до температуры кристаллизации.

Кроме того, повышение давления в расплаве аналогично увеличению переохлаждения и может вызвать увеличение скорости зарождения центров кристаллизации.
Зависимость скорости роста от переохлаждения. При непрерывном росте скорость роста линейно повышается с увеличением переохлаждения, если коэффициент диффузии DL ( 1 76) не сильно изменяется по сравнению с DL ( Te), что характерно, например, для металлических систем. В случае оксидных стекол и полимеров, характеризующихся сильной зависимостью Z) L от температуры, скорость роста сначала увеличивается до максимума при некотором критическом значении АГкр, а затем при АГ АГкр уменьшается, стремясь к нулю.
Зависимость концентрации высокоплавкого компонента от переохлаждения ( система п-ксилол - о-ксилол. Для всех исследованных транспортирующих устройств и разделяемых смесей при увеличении переохлаждения ( при прочих равных условиях) наблюдается монотонное повышение концентрации высокоплавкого продукта Сп и понижение концентрации низкоплавкого Cw.
Изменение термоди - ния и температуры пара В 30. Увеличение скорости расширения р приводит к запаздыванию конденсации, к увеличению переохлаждения и, следовательно, к смещению начала конденсационного процесса по потоку.
По Ланге и Шейлю скорость зарождения центров кристаллизации возрастает с увеличением переохлаждения и уменьшением предварительного перегрева расплава. В работах [130, 173] представлены также, результаты этих исследований на вероятностной бумаге закона Вейбулла - Гнеденко.
Итак, мы приходим к важному выводу, что при увеличении переохлаждения ( снижении температуры превращения) вступают в борьбу два фактора, прямо противоположно влияющие на скорость превращения.
Итак, мы приходим к важному выводу, что при увеличении переохлаждения ( снижения температуры превращения) вступают в борьбу два фактора, прямо противоположно влияющие на скорость превращения.
Ячеистая структура фронта роста алюминия, выявленная методом декантации. Градиент температуры в расплаве 19 5 град / см, скорость роста 23, 7 - 1 ( Г3 см / с. То есть в отличие от случая отсутствия примеси в расплаве имеет место увеличение переохлаждения по мере удаления от фронта роста. В таких условиях фронт роста морфологически неустойчив. Это явление называется концентрационным переохлаждением. Очевидно, что указанный эффект будет зависеть от механизма роста, поскольку величина коэффициента распределения примеси К определяется структурой кристалла и кинетикой роста. Однако в обоих случаях ( атомно-гладких и атомно-шероховатых форм роста) этот эффект имеет место. Разница заключается в том, что в механизме атомно-шероховатой поверхности, для которого характерна изотермическая поверхность с бесконечным числом мест присоединения, роль примесей не является такой критичной, как в механизме атомно-гладкой поверхности.
При температуре ниже Мн преобладает у - е-превращение, поэтому количество е-мартенсита повышается, а с увеличением переохлаждения снова становится незначительным. Уменьшение количества е-мартенсита объясняется, по мнению Шумана, только протекающим е-мх-превращением. При содержании марганца 13 1 % и выше, склонность е-мартенсита к превращению в а-мартенсит выражена слабо и доминирует т - е-превращение. В более поздней работе [87] Шуман показал, что при непрерывном охлаждении образцов из сплавов с 10 - 13 % Мп нельзя дилатометрически и резистометрически отделить начало у - - е-превра-щения от начала е-а.
Недостаточно очищенные растворы или расплавы почти всегда содержат большое число зародышей кристаллизации [209], которые с увеличением переохлаждения значительно влияют на скорость кристаллизации. Надо как можно более тщательно удалить зародыши кристаллов, создающие неодинаковые условия для роста кристаллов в объеме раствора, так чтобы кристаллизация наступала только спонтанно.
На рис. 100 представлена зависимость критического радиуса зародыша от степени переохлаждения, из которой видно, что с увеличением переохлаждения гКр уменьшается, причем одновременно уменьшается и флуктуация энергии AGKP, необходимая для образования зародыша.

В зависимости от теплоемкости и теплопроводности расплава время до установления постоянного переохлаждения может быть различным, однако оно возрастает с увеличением переохлаждения. Поэтому при глубоком переохлаждении исследовать временную зависимость I ( t) по этой методике невозможно, так как кристаллизация наступает обычно еще до установления постоянной температуры образца. При малых же переохлаждениях расплав часто может длительное время находиться в переохлажденном состоянии, и исследование кинетики нуклеации в данном случае чрезвычайно трудоемко.
При исследовании влияния перегрева чугуна на характер эвтектической кристаллизации установлено 12, 3 ], что переход от сотовой структуры к пластиночной связан с увеличением переохлаждения расплава.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11