Будова атомів металів
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
ливках і виливках у металеві форми, особливо при заливанні перегрітого металу, зона стовпчастих кристалів стає великою і може зайняти весь переріз зливка, навіть до центру. Зона таких кристалів має велику густину, оскільки в ній мало газових бульбашок, раковин. У той же час на ділянках стику стовпчастих кристалів метал має понижену міцність, і під час обробки тиском (кування, прокатування тощо) на цих ділянках можуть виникати тріщини. Тому для малопластичних металів, у тому числі й для сталі, ріст стовпчастих кристалів небажаний. І навпаки, для отримання щільнішого зливка у пластичних металів (наприклад, міді та її сплавів) бажаним є поширення зони стовпчастих кристалів по всьому обєму зливка; внаслідок високої пластичності таких сплавів руйнування зливка під час обробки тиском не відбувається.
Поліморфні алотропні перетворення у металах (перекристалізація). Багато металів, залежно від температури, можуть існувати в різних кристалічних формах або, як кажуть, модифікаціях. Унаслідок поліморфного (алотропного) перетворення кристалічні ґратки одного типу перебудовуються на кристалічні ґратки іншого типу, іншої форми й іншого розміру. Поліморфні перетворення спостерігаються не у всіх металів, але в найважливіших вони існують.
Термодинамічною передумовою поліморфних перетворень є зменшення вільної енергії. Перехід з однієї кристалічної форми в іншу відбувається за постійної температури (критичні точки) і супроводжується виділенням теплоти при охолодженні й поглинанням теплоти при нагріванні. Для цього переходу, як і при кристалізації з рідкої фази, потрібне переохолодження (або перегрів) відносно рівноважної температури, щоб виникла різниця вільних енергій.
У твердому металі, на відміну від рідкого, можливе досягнення дуже великого переохолодження.
Поліморфні перетворення здійснюються шляхом утворення зародків та їхнього росту в результаті переходу атомів зі старої модифікації у нову. Зародки нової модифікації найчастіше виникають на межах зерен вихідних кристалів або в зонах з підвищеним рівнем вільної енергії. Поліморфне перетворення супроводжується стрибкоподібною зміною всіх властивостей металу - механічних, фізичних, хімічних.
Модифікацію, що існує при найнижчій температурі, позначають грецькою літерою ?, при дещо вищій - ?, ще вищій - ? тощо.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ
1.Що таке кристалізація металів?
2.Що таке ступінь переохолодження?
3.З яких двох стадій складається процес кристалізації?
4.Що таке кристаліти?
5.Якими величинами визначається швидкість процесу кристалізації?
6.Як можна отримати дрібніше зерно металу?
7.На які властивості металів впливає величина зерна?
8.Що вводять до рідкого металу для отримання дрібного зерна?
9.Що таке дендрити?
10.Назвіть основні зони будови зливка.
11.Що таке поліморфні, алотропні перетворення у металах?