Кристаллизация металлов. Магнитная индукция. Свободная ковка
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
имеем поликристаллическое тело.
Качественная схема процесса кристаллизации может быть представлена количественно кинетической кривой (рис. 5).
Рис. 5. Кинетическая кривая процесса кристаллизации
Процесс вначале ускоряется, пока столкновение кристаллов не начинает препятствовать их росту. Объем жидкой фазы, в которой образуются кристаллы, уменьшается. После кристаллизации 50 % объема металла, скорость кристаллизации будет замедляться. Таким образом, процесс кристаллизации состоит из образования центров кристаллизации и роста кристаллов из этих центров. В свою очередь, число центров кристаллизации (ч.ц.) и скорость роста кристаллов (с.р.) зависят от степени переохлаждения (рис. 6).
Рис. 6. Зависимость числа центров кристаллизации (а) и скорости роста кристаллов (б) от степени переохлаждения
Размеры образовавшихся кристаллов зависят от соотношения числа образовавшихся центров кристаллизации и скорости роста кристаллов при температуре кристаллизации.
При равновесной температуре кристаллизации Т число образовавшихся центров кристаллизации и скорость их роста равняются нулю, поэтому процесса кристаллизации не происходит.
Если жидкость переохладить до температуры, соответствующей т.а, то образуются крупные зерна (число образовавшихся центров небольшое, а скорость роста - большая).
При переохлаждении до температуры соответствующей т.в - мелкое зерно (образуется большое число центров кристаллизации, а скорость их роста небольшая).
Если металл очень сильно переохладить, то число центров и скорость роста кристаллов равны нулю, жидкость не кристаллизуется, образуется аморфное тело. Для металлов, обладающих малой склонностью к переохлаждению, экспериментально обнаруживаются только восходящие ветви кривых.
Условия получения мелкозернистой структуры
В условиях производства стремятся к получению мелкозернистой структуры, которая обладает лучшими механическими свойствами. Оптимальными условиями для этого являются: максимальное число центров кристаллизации и малая скорость роста кристаллов.
Размер зерен при кристаллизации зависит и от числа частичек нерастворимых примесей, которые играют роль готовых центров кристаллизации - оксиды, нитриды, сульфиды.
Чем больше частичек, тем мельче зерна закристаллизовавшегося металла.
Стенки изложниц имеют неровности, шероховатости, которые увеличивают скорость кристаллизации.
Мелкозернистую структуру можно получить в результате модифицирования, когда в жидкие металлы добавляются посторонние вещества - модификаторы,
По механизму воздействия различают:
Вещества не растворяющиеся в жидком металле - выступают в качестве дополнительных центров кристаллизации.
Поверхностно - активные вещества, которые растворяются в металле, и, осаждаясь на поверхности растущих кристаллов, препятствуют их росту.
2. Что такое магнитная индукция, остаточная индукция, коэрцитивная сила, магнитная проницаемость? Сущность явления гистерезиса и построение петли гистерезиса
Магнитная индукция, остаточная индукция, коэрцитивная сила, магнитная проницаемость - эти понятия используются в материаловедении при характеристике магнитных материалов. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, вещества, магнитные свойства которых обусловливают их применение в технике (электротехнике, вычислит технике, электронике, радиотехнике и др. областях). Наибольшее применение находят магнитоупорядоченные вещества: ферро -, ферри - и антиферромагнетики, в состав которых входят некоторые элементы с незаполненными 3d-или 4f-электронными оболочками, атомы или ионы которых обладают магнитными моментами. К ферромагнетикам относятся в основном металлы и сплавы Fe, Co и Сu, РЗЭ (Nd, Sm, Gd, Tb, Dy и др.), некоторые соединения Mn и Сr, например, MnBi, MnAl, CrPt; к ферримагнетикам - ферриты-шпинели MFe2O4 (M - Fe, Ni, Со, Mn, Mg, Zn, Сu), ферриты-гранаты R3Fe5O12 (R - РЗЭ), гексаферриты PbFe12O19, Ba2Zn2F12O22 и др., интерметаллические соединения RFe2, RCo5, RFe14 и другие магнитные материалы могут быть металлы (в основном ферромагнетики), диэлектрики и полупроводники (главным образом ферро- и антиферромагнетики). Основная характеристика магнитных материалов - намагниченность металла, которая определяется как магнитный момент единицы объема вещества. Единица намагниченности в СИ - А/м. Зависимость материала от напряженности поля H для ферро- и ферримагнетиков определяется кривой намагничивания с петлей гистерезиса (рис. ). Если напряженность поля достаточна для намагничивания образца до насыщения, соответствующая петля гистерезиса называется предельной; множество других возможных петель, получаемых при меньших значениях H и лежащих внутри предельной петли, называется частными (непредельными). Если до начала действия внеш. поля образец был полностью размагничен, кривая зависимости М от H называется основной кривой намагничивания.
Рис. 7. Кривые намагничивания и размагничивания ферромагнетика: Н - напряженность внешнего магнитного поля; М - намагниченность образца; Нc - коэрцитивная сила; Мr - остаточная намагниченность; Мs - намагниченность насыщения; 1 - предельная петля гистерезиса; 2 - непредельная (частная) петля; 3 - начальная кривая намагничивания.
Другие важные параметры магнитных материалов:
. Остаточная намагниченность Мr [или остаточная магн. индукция Вr, единица измерения - тесла (Тл)]; количественно оценивается величиной намагниченности, сохраняющейся в образце ?/p>