1. Малюнок 1 - Зміна вільної енергії в залежності від температури
2. Малюнок 2 - Крива охолодження чистого металу

Наше деловое партнерство www.banwar.org

Будь-яка речовина може перебувати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому, газоподібному. Можливий перехід з одного стану в інший, якщо новий стан у нових умовах є більш стійким, володіє меншим запасом енергії.

Процес кристалізації. Кристалізація металів. Кристалізація стали.
Будова металевого злитка. Умови отримання дрібнозернистої структури. Транскрісталлізація.

Зі зміною зовнішніх умов вільна енергія змінюється по складному закону по-різному для рідкого і кристалічного станів. Характер зміни вільної енергії рідкого і твердого станів зі зміною температури показаний на малюнку 1.

Малюнок 1 - Зміна вільної енергії в залежності від температури

Відповідно до цієї схеми вище температури ТS речовина повинна знаходитися в рідкому стані, а нижче ТS - в твердому. При температурі рівній ТS рідка і тверда фаза мають однакову енергію, метал в обох станах знаходиться в рівновазі, тому дві фази можуть існувати одночасно нескінченно довго. Температура ТS - рівноважна або теоретична температура кристалізації.

Для початку процесу кристалізації необхідно, щоб процес був термодинамічно вигідний системі і супроводжувався зменшенням вільної енергії системи. Це можливо при охолодженні рідини нижче температури ТS. Температура, при якій практично починається кристалізація називається фактичною температурою кристалізації.

Охолодження рідини нижче рівноважної температури кристалізації називається переохолодженням, яке характеризується ступенем переохолодження (ΔT):

ΔT = Ттеор - Ткр

Ступінь переохолодження залежить від природи металу, від ступеня його забрудненості (чим чистіше метал, тим більше ступінь переохолодження), від швидкості охолодження (чим вище швидкість охолодження, тим більше ступінь переохолодження).

При нагріванні всіх кристалічних тіл спостерігається чітка межа переходу з твердого стану в рідке. Така ж межа існує при переході з рідкого стану в твердий.

Кристалізація - це процес утворення ділянок кристалічної решітки в рідкій фазі і зростання кристалів з утворених центрів. Кристалізація протікає в умовах, коли система переходить до термодинамічно більш стійкого стану з мінімумом вільної енергії.

Процес переходу металу з рідкого стану в кристалічний можна зобразити кривими в координатах час - температура. Крива охолодження чистого металу представлена ​​на малюнку 2.

Малюнок 2 - Крива охолодження чистого металу

Ттеор - теоретична температура кристалізації;

Ткр - фактична температура кристалізації.

Аллотропия. Поліморфні перетворення. Магнітні перетворення.
Анізотропія. Анізотропія кристалів. Анізотропія властивостей. Изотропия.

Процес кристалізації чистого металу. До точки 1 прохолоджується метал у рідкому стані, процес супроводжується плавним зниженням температури. На ділянці 1 - 2 йде процес кристалізації, що супроводжується виділенням тепла, яке називається прихованою теплотою кристалізації. Воно компенсує розсіювання теплоти в простір, і тому температура залишається постійною. Після закінчення кристалізації в точці 2 температура знову починає знижуватися, метал охолоджується в твердому стані.