Несамопроизвольная кристаллизация

Несамопроизвольной называют кристаллизацию на уже имеющихся центрах (нерастворенных частицах примесей) или с помощью поверхностно-активных примесей, которые способствуют измельчению зерна.

Специальное введение в расплав добавок, измельчающих зерно, называют модифицированием, а сами добавки – модификаторами.

Для стали модификаторами, образующими тугоплавкие частицы примесей, являются титан и алюминий, для алюминиевых сплавов – титан и цирконий. Поверхностно-активные модификаторы: для стали – бор, для алюминия – натрий.

Способствуют измельчению зерна механические колебания расплава с ультразвуковой частотой. Так получают пластичные литейные сплавы, не имеющие дендритной структуры.

Лекция 4

Деформация и разрушение металлов

В процессе эксплуатации металл находится под действием различных внешних сил – силы тяжести, давления, трения и т. д. Эти силы создают в металле внутренние напряжения. Напряжения могут возникать также под действием разности температур в изделии и при фазовых превращениях.

На возрастающее напряжение металл реагирует последовательно

1) упругой деформацией;

2) пластической деформацией;

3) разрушением.

Деформацией называют изменение формы и размера тела под действием нагрузок.

Упругая деформация

Упругая деформация исчезает после снятия нагрузки (рис. 20). Изделие возвращается к прежней форме и размерам. Остаточных изменений в структуре не возникает.

а б в

Рис. 20. Схема упругой деформации кристалла:

а – до деформации; б – упругая деформация; в – после деформации

Механизм упругой деформации: под действием внешней силы атомы смещаются из равновесных положений, а после прекращения ее действия возвращаются в прежние положения за счет сил межатомного притяжения или отталкивания.

При смещении атомов относительно друг друга на расстояние d, большее или меньшее d₀, энергия связи E_св уже не будет минимальной, поэтому силы межатомного взаимодействия вернут атомы на прежние места, при этом силы притяжения и отталкивания снова окажутся уравновешены.