Бездиффузионная кристаллизация
Cтраница 2
При кристаллизации чистых металлов составы твердой и жидкой фаз одинаковы и перераспределение атомов между сосуществующими фазами при росте кристалла не происходит. Возможна бездиффузионная кристаллизация не только чистых металлов, но и сплавов. [16]
Поэтому после бездиффузионной кристаллизации могут протекать процессы перераспределения компонентов с образованием твердой и жидкой фаз равновесных составов. В чисто эвтектических сплавах бездиффузионная кристаллизация практически невозможна, так как весьма затруднительно подавить диффузионный процесс образования эвтектики, протекающий с большими скоростями. [17]
Очевидно, что в ходе образования кристаллизационных слоев действуют законы избирательной кристаллизации. При этом диффузионная кристаллизация протекает в той части объема металла, которая находится вблизи границы сплавления, а в центральной части преобладает бездиффузионная кристаллизация. [18]
 |
Влияние скорости охлаждения на степень внутрикрис-таллической ликвации.| Смещение температуры неравновесного солидуса в зависимости от скорости охлаждения. [19] |
С увеличением скорости охлаждения от 0 до w2 точка предельной растворимости на бинарной диаграмме состояния смещается влево в сторону меньших концентраций до тех пор, пока преобладает диффузионный механизм кристаллизации. Существует предельная скорость охлаждения w2, при которой растворимость наименьшая, а степень внутрикристаллической ликвации максимальная. При дальнейшем увеличении скорости охлаждения с развитием процесса бездиффузионной кристаллизации предельная растворимость смещается вправо к равновесному положению. Однако и в этом случае увеличение скорости охлаждения однозначно приводит к снижению температуры неравновесного солидуса. [20]
Бездпффузионная кристаллизация возможна также и в эьтектнческпх сплавах. Наиболее же часто она проявляется в сплавах, составы которых значительно отличаются от эвтектического. Если в них не происходило предварительного изменения состава жидкой фазы, то температура начала бездиффузионной кристаллизации ( То, То) оказывается выше температуры образования эвтектики ( Та) ( фиг. [21]
Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикри-сталлическую ликвацию проявляется при кристаллизации как слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, остывающей наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно составляет 10 - 3 см / мин. Поскольку при образовании столбчатых кристаллов скорость роста колеблется от К) - 1 до 102 см / мин, в этом случае действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутрикристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. Следует также отметить, что распределение сегрегации этих примесей происходит не только по границам кристаллитов, но преимущественно в их внутренних зонах - в междуосных пространствах дендритов. Участки сегрегации имеют ширину 3 - 15 мкм и занимают 20 - 30 % площади каждого столбчатого кристалла. [22]
Такое сложное влияние скорости охлаждения на внутрикрпсталлическую ликвацию проявляется как при кристаллизации слитков и отливок, так и сварных швов. В слитках и отливках в зоне столбчатых кристаллов, охлаждаемой наиболее быстро, внутрикристаллическая ликвация стали и цветных сплавов проявляется значительно слабее, чем в зоне равноосных кристаллов, которая охлаждается более медленно. Скорость диффузионного роста кристаллов ориентировочно выражается величинами порядка 10 - - 3 см / мин. С этой точки зрения в условиях образования столбчатых кристаллов, скорость роста которых колеблется в пределах от 10 - до 102 см / мин, действует преимущественно механизм бездиффузионной кристаллизации, приводящий к снижению степени внутри-кристаллической ликвации по мере увеличения скорости охлаждения. [23]
Бездиффузионная кристаллизация имеет место лишь в том случае, когда термодинамически разрешен процесс кристаллизации, но диффузия ни в одной из фаз произойти не успевает. Причины, почему ослабляется диффузия в твердой фазе и между твердой и жидкой фазами, были рассмотрены выше. Почему не успевает произойти разделительная диффузия в процессе кристаллизации. Это может быть только в том случае, когда скорость диффузии меньше скорости кристаллизации или длина диффузионного перемещения, 1D меньше размера закристаллизовавшейся за это время области. То есть при бездиффузионной кристаллизации происходит захват растворенного компонента. [24]
Страницы: 1 2