- •2. Черные и цветные металлы
- •3. Типы кристаллических решеток
- •4. Дефекты в кристаллах
- •5. Анизотропия кристаллов
- •6. Кристаллизация металлов
- •7. Строение механического слитка
- •8. Физические свойства металлов
- •9. Химические свойства металлов
- •10. Основные механические свойства
- •11. Упруг ость, п ластичность, вязкость
- •12. Твердость, у сталость, выносливость
- •13. Испытания на у дарную вязкость,
- •14. Технологические
- •15. Нагрев металлов п ри обработке
- •16. Основные сведения о сплавах
- •17. Диаграмма состояний для случая
- •18. Диаграмма состояний сплавов,
- •19. Диаграмма состояния сплавов для
- •20. Диаграмма состояния сплавов,
- •21. Структурные составляющие
- •22. Диаграмма состояния «железо —
- •23. Диаграмма состояния «железо —
- •24. Продукция черной металлургии
- •25. Сп особы литья
- •26. Влияние компонентов на свойства
- •27. Белый и серый чугу н
- •28. Высокопрочный чугу н
- •29. Ковкий чугу н
- •30. Чугу ны со специальными
- •31. Стали, их классификация
- •32. Сп особы п олучения стали из чугу на
- •33. Влияние уг лерода на свойства
- •34. Влияние п остоянных п римесей
- •35. Стали уг леродистые обыкновенного
- •36. Стали уг леродистые качественные
- •37. Влияние легирующих элементов.
- •38. Цементуемые, у лучшаемые
- •39. Углеродистые инструментальные
- •40. Легированные инструментальные
- •41. Коррозионно-стойкие стали
- •42. Жаростойкие и ж аропрочные стали
- •43. Магнитные и магнитно-мягкие стали
- •44. Износостойкие стали.
- •45. Методы п олучения
- •46. Понятие термической обработки
- •47. Превращения в стали п ри нагреве
- •48. Превращения в стали
- •49. Ау стенитно-мартенситное
- •50. Отжиг
- •51. Закалка
- •52. Виды закалки
- •53. Отпу ск
- •54. Нормализация. Д ефекты
- •55. Термомеханическая обработка стали
- •56. Химико-термическая обработка
- •57. Азотирование
- •58. Поверхностное уп рочнение стали
- •59. Особенности термической
- •60. Термообработка серого и б елого
- •61. Получение алюминия
- •62. Деформируемые алюминиевые
- •63. Литейные алюминиевые сплавы
- •64. Получение меди и ее сплавов
- •65. Латунь
- •66. Бронзы, сплавы меди с никелем
- •67. Получение, свойства и п рименение
- •68. Олово, свинец, цинк и их сплавы
- •69. Антифрикционные сплавы
- •70. Туг оплавкие металлы и сплавы
- •71. Методы п олучения п орошков
- •72. Формирование заготовок и изделий
- •73. Твердые сплавы
- •74. Металлокерамика
- •75. Минералокерамические твердые
- •76. Пористая и компактная
- •77. Строение и структура п ластических
- •78. Классификация п ластмасс
- •79. Полиэтилен, п оливинилхлорид
- •80. Полиамиды и п олистирол
- •81. Фторопласты и
- •82. Поликарбонаты, п енопласт
- •83. Газонаполненные и фольгированные
- •84. Резиновые материалы
- •85. Клеи
- •86. Виды лакокрасочных материалов
- •87. Древесные материалы
- •88. Прокладочные, уп лотнительные
- •89. Минеральная вата
- •90. Композиционные материалы
- •91. Аб разивный материал
- •92. Смазочные масла и смазки
- •93. Конструкционные масла
- •94. Понятие п лавильного
- •95. Чугу нное, стальное литье,
- •96. Литье в кокиль, литье
- •97. Центробежное литье, непрерывное
- •98. Электрошлаковое литье,
- •99. Пластическая деформация
- •100. Прокатка
- •101. Волочение, п рессование
- •102. Ковка
- •103. Горячая штамповка
- •104. Электрогидравлическая, холодная
- •105. Назначение и п рименение сварки
- •106. Дуг овая и г азовая сварка
- •107. Плазменная, электронно-лучевая,
- •108. Сварка давлением и друг ие виды
- •109. Резка металлов
- •110. Пайка металлов
- •111. Основы резания металлов
- •112. Геометрия режу щего инструмента
- •113. Углы заточки и уг лы режу щей
- •114. Сила и скорость резания
- •115. Выбор режимов резания и время
- •116. Об работка на токарных станках
- •117. Об работка на сверлильных
- •118. Об работка на фрезерных станках
- •119. Об работка на строгальных,
- •120. Процесс и методы шлифования
- •121. Шлифовальные, заточные
- •122. Электрофизические способы
- •123. Электрохимические способы
6. Кристаллизация металлов
Переход из жидкого состояния в твердое (кристал-
лическое) называют кристаллизацией. Процессы
кристаллизации зависят от температуры и протека-
ют во времени, поэтому кривые охлаждения строят-
ся в координатах «температура — время» (см. рис).
Идеальный процесс кристаллизации металла без
переохлаждения протекает при температуре TS. При
достижении идеальной температуры затвердевания
ТS падение температуры прекращается. Каждый чис-
тый металл кристаллизуется при строго индивиду-
альной постоянной температуре. Чем чище жидкий
металл, тем он более склонен к переохлаждению. При
увеличении скорости охлаждения степень переох-
лаждения возрастает, а зерна металла становятся
мельче, что улучшает его качество. Для большинства
металлов степень переохлаждения при кристаллиза-
ции в производственных условиях составляет от 10
до 30°С.
Процесс кристаллизации состоит из двух стадий:
1) зарождение кристаллов (зародышей или центров
кристаллизации);
2) рост кристаллов из центров.
При переохлаждении сплава ниже температуры ТN
на многих участках жидкого металла образуются
кристаллические зародыши:
1) образовавшиеся кристаллы растут свободно и
имеют правильную геометрическую форму;
2) при соприкосновении растущих кристаллов их
правильная форма нарушается, так как в этих участ-
ках рост граней прекращается;
3) рост кристалла продолжается в тех направлени-
ях, где есть свободный доступ жидкого металла;
4) кристаллы, имевшие сначала геометрически пра-
вильную форму, после затвердевания получают не-
правильную форму (их называют кристаллитами, или
зернами).
Величина зерен, образующихся при кристаллиза-
ции, зависит не только от количества самопроизволь-
но зарождающихся центров кристаллизации, но так-
же и от количества нерастворимых примесей, всегда
имеющихся в жидком металле. Они являются цент-
рами кристаллизации. Кристаллическая решетка
таких твердых частиц должна быть близка по строению
и параметрам решетки кристаллизующегося
металла. На образование центров кристаллизации
влияет и скорость охлаждения.
7. Строение механического слитка
Форма растущих кристаллов определяется:
1) условиями их касания друг с другом; 2) составом
сплава; 3) наличием примесей; 4) режимом охлажде-
ния.
Механизм образования кристаллов носит дендрит-
ный (древовидный) характер. После образования за-
родышей их развитие идет в тех плоскостях и направ-
лениях решетки, которые имеют наибольшую плот-
ность упаковки атомов и минимальное расстояние
между ними. В этих направлениях образуются длин-
ные ветви будущего кристалла — оси первого по-
рядка. От осей первого порядка начинают расти но-
вые — оси второго порядка, от осей второго поряд-
ка — оси третьего порядка и т.д.
Стальные слитки получают охлаждением в металли-
ческих формах (изложницах) или на установках не-
прерывной разливки. В изложнице сталь не может
затвердеть одновременно во всем объеме, так как
невозможно создать равномерную скорость отвода
тепла. Поэтому процесс кристаллизации стали начи-
нается у холодных стенок и дна изложницы и распро-
страняется внутрь жидкого металла. При соприкосно-
вении жидкого металла со стенками изложницы в на-
чальный момент образуется зона мелких равноос-
ных кристаллов. Между стенкой изложницы и
застывшим металлом образуется воздушная про-
слойка и сама стенка нагревается от соприкоснове-
ния с металлом, поэтому скорость охлаждения ме-
талла снижается, и кристаллы растут в направлении
отвода теплоты. При этом образуется зона, состоя-
щая из древовидных, или столбчатых, кристаллов.
Во внутренней зоне слитка в результате замедленно-
го охлаждения образуются равноосные, неориен-
тированные кристаллы больших размеров. В верх-
ней части слитка, которая затвердевает в последнюю
очередь, образуется усадочная раковина, так как
при охлаждении объем металла уменьшается. Под
усадочной раковиной металл получается рыхлым из-
за большого количества усадочных пор.