СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 10.07.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Информация к лекции "Процесс кристаллизации"

Категория: Прочее

Нажмите, чтобы узнать подробности

Презентация по дисциплине "Материаловедение" на тему "Процесс кристаллизации" для СПО

Просмотр содержимого документа
«Информация к лекции "Процесс кристаллизации"»

Лекция № 2 Процесс кристаллизации.  Наклеп и рекристаллизация. Дефекты строения кристаллических тел

Лекция № 2

Процесс кристаллизации.

Наклеп и рекристаллизация.

Дефекты строения кристаллических тел

План Процесс кристаллизации. Наклеп и рекристаллизация  Дефекты строения кристаллических тел

План

  • Процесс кристаллизации. Наклеп и рекристаллизация
  • Дефекты строения кристаллических тел
Кристаллическое строение металлов   Некоторые металлы при разных температурах могут иметь разную кристаллическую решетку. Способность металла существовать в различных кристаллических формах носит название полиморфизма. Температура превращения одной кристаллической модификации в другую называется температурой полиморфного превращения. При полиморфном превращении меняется форма и тип кристаллической решетки – происходит перекристаллизация. При переходе из одной полиморфной формы в другую меняются свойства, в частности плотность и, соответственно, объем вещества.

Кристаллическое строение металлов

Некоторые металлы при разных температурах могут иметь разную кристаллическую решетку. Способность металла существовать в различных кристаллических формах носит название полиморфизма.

Температура превращения одной кристаллической модификации в другую называется температурой полиморфного превращения.

При полиморфном превращении меняется форма и тип кристаллической решетки – происходит перекристаллизация.

При переходе из одной полиморфной формы в другую меняются свойства, в частности плотность и, соответственно, объем вещества.

Процесс кристаллизации   Кристаллизация – переход металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое). Кристаллизация протекает вследствие перехода к более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией. Свободные энергии жидкого и твердого состояний уменьшаются с повышением температуры. Процесс кристаллизации развивается при условиях, если возникает разность свободных энергий и свободная энергия твердого металла меньше, чем жидкого.

Процесс кристаллизации

Кристаллизация переход металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое). Кристаллизация протекает вследствие перехода к более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией. Свободные энергии жидкого и твердого состояний уменьшаются с повышением температуры.

Процесс кристаллизации развивается при условиях, если возникает разность свободных энергий и свободная энергия твердого металла меньше, чем жидкого.

Схема образования  кристаллических зерен

Схема образования кристаллических зерен

Процесс кристаллизации При определенной для каждого металла температуре в жидком металле или сплаве появляются центры кристаллизации (а). По мере охлаждения появляются новые центры кристаллизации и происходит рост старых (б, в, г, д). На этой стадии в жидком металле могут образоваться кристаллы правильной геометрической формы, так как формированию их не препятствуют соседние кристаллы.

Процесс кристаллизации

При определенной для каждого металла температуре в жидком металле или сплаве появляются центры кристаллизации (а).

По мере охлаждения появляются новые центры кристаллизации и происходит рост старых (б, в, г, д). На этой стадии в жидком металле могут образоваться кристаллы правильной геометрической формы, так как формированию их не препятствуют соседние кристаллы.

Перед полным затвердеванием свободный рост кристаллов прекращается и форма их искажается вследствие взаимного давления (е). Таким образом, в изломе застывшего металла образуются кристаллы уже неправильной формы, называемые зернами . Процесс образования зерен имеет большое практическое значение, так как от их расположения, формы и особенно от величины зависят свойства металла.

Перед полным затвердеванием свободный рост кристаллов прекращается и форма их искажается вследствие взаимного давления (е). Таким образом, в изломе застывшего металла образуются кристаллы уже неправильной формы, называемые зернами .

Процесс образования зерен имеет большое практическое значение, так как от их расположения, формы и особенно от величины зависят свойства металла.

Наклеп и рекристаллизация   Наклеп – изменение структуры и свойств металлического материала, вызванного пластической деформацией. При деформации зерна меняют свою форму и ориентацию, образуя волокнистую структуру с преимущественной ориентацией кристаллов. Происходит разворот беспорядочно ориентированных зерен осями наибольшей прочности вдоль направления деформации. Рекристаллизация является диффузионным процессом и протекает неравномерно: одни зерна зарождаются и растут раньше, другие позднее. После рекристаллизации металл состоит из новых равноосных зерен.

Наклеп и рекристаллизация

Наклеп – изменение структуры и свойств металлического материала, вызванного пластической деформацией. При деформации зерна меняют свою форму и ориентацию, образуя волокнистую структуру с преимущественной ориентацией кристаллов. Происходит разворот беспорядочно ориентированных зерен осями наибольшей прочности вдоль направления деформации.

Рекристаллизация является диффузионным процессом и протекает неравномерно: одни зерна зарождаются и растут раньше, другие позднее. После рекристаллизации металл состоит из новых равноосных зерен.

Процесс рекристаллизации протекает в две стадии. Различают первичную и собирательную рекристаллизацию. Первичной рекристаллизацией называют процесс образования новых равноосных зерен. Новые зерна возникают на границах блоков и старых зерен – там, где решетка наиболее искажена при наклепе. В результате первичной рекристаллизации наклеп металла снимается, и свойства приближаются к исходным значениям. Плотность дислокаций также уменьшается до первоначального уровня.

Процесс рекристаллизации протекает в две стадии. Различают первичную и собирательную рекристаллизацию. Первичной рекристаллизацией называют процесс образования новых равноосных зерен. Новые зерна возникают на границах блоков и старых зерен – там, где решетка наиболее искажена при наклепе. В результате первичной рекристаллизации наклеп металла снимается, и свойства приближаются к исходным значениям. Плотность дислокаций также уменьшается до первоначального уровня.

Дефекты строения кристаллических тел   Природные монокристаллы и поликристаллы не обладают строгим расположением атомов, они содержат те или иные дефекты. Дефекты могут быть точечными, линейными (одномерными), поверхностными (двумерными) и объемными (трехмерными). К точечным дефектам относятся пустые узлы (вакансии) в кристаллической решетке; межузельные атомы – атомы, находящиеся вне узлов кристаллической решетки: привесные атомы, которые могут замещать атомы основного металла.

Дефекты строения кристаллических тел

Природные монокристаллы и поликристаллы не обладают строгим расположением атомов, они содержат те или иные дефекты.

Дефекты могут быть точечными, линейными (одномерными), поверхностными (двумерными) и объемными (трехмерными).

К точечным дефектам относятся пустые узлы (вакансии) в кристаллической решетке; межузельные атомы – атомы, находящиеся вне узлов кристаллической решетки: привесные атомы, которые могут замещать атомы основного металла.

К линейным дефектам относят дислокации – линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное расположение атомных плоскостей.

К линейным дефектам относят дислокации – линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное расположение атомных плоскостей.

Дислокации

Дислокации

Поверхностными дефектами считаются субзерна (блоки) и различная ориентация кристаллических решеток. Объемные дефекты характеризуются размерами в трех измерениях. К ним относятся трещины, поры и т.д.

Поверхностными дефектами считаются субзерна (блоки) и различная ориентация кристаллических решеток.

Объемные дефекты характеризуются размерами в трех измерениях. К ним относятся трещины, поры и т.д.

Схема изменения микроструктуры металла

Схема изменения микроструктуры металла


Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!