Вариант 1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?

  • ID: 17134 
  • 12 страниц

Фрагмент работы:

Вопрос №1. От каких основных факторов зависит величина зерна закристаллизовавшегося металла и почему?

Ответ: При равновесной температуре [image] величины свободных энергий металла в жидком и твердом состояниях равны. Процесс кристаллизации будет развиваться в том случае, если жидкий металл охладить ниже [image].

Температура, при которой практически начинается процесс кристаллизации, называется фактической температурой кристаллизации [image]. Разность между равновесной температурой [image] и фактической температурой [image] называется степенью переохлаждения [image]. Степень переохлаждения зависит от природы и чистоты металлов. Чем чище металл, тем при большей степени переохлаждения возникают зародыши твердых кристаллов. Величина зерна закристаллизовавшегося металла зависит от скорости кристаллизации, которая определяется двумя величинами: скоростью зарождения центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов.

Под скоростью зарождения кристаллизации понимают число зародышей, возникающих в единицу времени в единицу объема. Под скоростью роста металлов понимают скорость увеличения линейных размеров кристалла в единицу времени.

[image]

Рис.1. Схема процесса кристаллизации

Число центров кристаллизации и скорость роста кристаллов зависят от степени переохлаждения.

Чем больше центров кристаллизации и меньше скорость их роста, тем мельче зерно металла. При небольшой степени переохлаждения, число зародышей мало, а скорость роста велика. В этих условиях будет получено крупное зерно. С увеличением степени переохлаждения, число зародышей возрастает в большей мере, чем скорость их роста, и размер зерна в металле уменьшается.

Для получения мелкого зерна в расплавленный металл вводят небольшое количество специальных веществ (модификаторов), которые практически не изменяя химический состав металла, вызывают при кристаллизации измельчение зерна и улучшение механических свойств.

Вопрос №2. Каким видом пластической деформации (холодной или горячей) является деформирование железа при температуре 500°С? Объясните, как при этом изменяются структура и свойства железа.

Ответ: В зависимости от температуры в деформированном металле протекают различные процессы: при температурах ниже (0,25-0,3)[image], где [image] К – температура плавления железа, при пластической деформации протекают преимущественно процессы упрочнения, а при температурах выше (0,25-0,3)[image] одновременно протекают как упрочняющие, так и разупрочняющие процессы. Определим граничную температуру в градусах Цельсия.

[image]С.

С другой стороны, начальную температуру горячей обработки металла при пластической деформации рекомендуется выбирать по формуле