52970 Img00039

43

i zwana temperaturą krzepnięcia lub topnienia. W tej temperaturze obie fazy: ciekła i stała istnieją obok siebie w stanie równowagi termodynamicznej. W praktyce, dla utrzymania procesu krystalizacji wprowadza się stopioną masę w stan przechłodzenia, tj. obniża temperaturę poniżej temperatury krzepnięcia T_k. Przyspiesza się w ten sposób prędkość powstawania zarodków i przebieg procesu krystalizacji.

1.48. W czasie krystalizacji zachodzą równolegle dwa procesy:

-    zarodkowania (powstawanie nowych zarodków krystalizacji),

—    wzrostu kryształów (rozrastanie się kryształów z istniejących zarodków).

W zależności od tego, który z tych procesów zachodzi bardziej intensywnie uzyskuje się drobno- lub gruboziarnistą strukturę metalu.

Stopień przechłodzenia, tj. wielkość AT (rys. 1.47-1) ma wpływ na wielkość powstających ziaren: większy stopień przechłodzenia przyspiesza proces zarodkowania, a więc sprzyja powstawaniu struktury drobnoziarnistej. Wielkość ziaren zależy również od zawartości domieszek. Domieszki sprzyjają powstawaniu zarodków, a ponadto hamują wzrost kryształów. W wyniku tego powstają drobniejsze ziarna.

W metalach, z uwagi na ich własności mechaniczne, pożądana jest częściej struktura drobnoziarnista. Drobne ziarno powoduje bardziej równomierny rozkład zanieczyszczeń, lepszą izotropię własności, większą wytrzymałość, twardość i ciągliwość. Duże ziarna są pożądane rzadziej. Dają one lepszą skrawalność stali niskowęglowych, większą hartowność, zmniejszenie koercji i strat w blachach transformatorowych.

Kryształy idealne i rzeczywiste

1.49.    Sieć przestrzenna kryształu idealnego jest tworem jednorodnym, nie wykazującym zakłóceń w żadnym kierunku. Wewnętrzna budowa kryształów zarówno naturalnych, jak i otrzymywanych sztucznie, najczęściej wykazuje wiele niedoskonałości i odbiega znacznie od idealnych modeli. Takie niedoskonałe kryształy nazywa się kryształami rzeczywistymi*

Stwierdzono ogromną rozbieżność między wytrzymałością na rozerwanie struktury krystalicznej obliczonej teoretycznie a zmierzonej doświadczalnie. Naprężenia rozrywające strukturę są 10², a nawet 10³ razy mniejsze od teoretycznych. Przyczyną tak istotnego pogorszenia własności mechanicznych są defekty struktury krystalicznej.

Nieprawidłowości struktury sieciowej w rzeczywistych kryształach można podzielić na trzy rodzaje:

-    defekty punktowe,

-    defekty liniowe,

-    defekty powierzchniowe.

1.50.    Do defektów punktowych budowy krystalicznej, cechujących się niewielkimi wymiarami, należą wakanse, tj. wolne węzły w sieci krystalicznej oraz atomy