Спричиняють суттєвий вплив на властивості металів і сплавів

Наявність дефектів зумовлює можливість дифузії – переміщення атомів на відстані, що перевищують міжатомні. Процес дифузії в першу чергу залежить від температури процесу. Чим вище температура, тим інтенсивніше перебігає дифузія.

ДИФУЗІЯ

Самодифузія - переміщення атомів, не пов’язане зі зміною концентрації в окремих об’ємах

Гетеродифузіясупроводжується зміною концентрації в окремих об’ємах, відбувається в сплавах з підвищеним вмістом домішок

Механізми дифузії
Вакансійний	Обмінний	Циклічний	Міжвузловий
			Дифузія С,Н,N

Найбільш легко процес дифузії перебігає на кордонах зерен, де зосереджені усі дефекти кристалічної будови ( вакансії, дислокації).

До змісту

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ :

1. Що визначає металевий стан металів і сплавів? Які властивості характерні для металів ?

2. Дайте визначення кристалічної решітки. Назвіть основні типи кристалічних решіток .

3. Дайте визначення координаційного числа. Наведіть приклади значень координаційних чисел для різних типів кристалічних решіток.

4. Надайте класифікацію дефектів кристалічної будови.

5. Назвіть точкові, лінійні та поверхневі дефекти кристалічної будови. Вкажіть їх особливості.

6. Надайте визначення дифузії. Назвіть відмінності самодифузії та гетеро дифузії.

7. Опишіть механізми перебігу дифузії.

8. Вкажіть практичне значення дифузійних процесів.

ЗАДАЧІ :

1 Розрахуйте кількість атомів, що приходяться на одну елементарну комірку в решітці ОЦК ( рисунок 1 )

Рисунок 1- Елементарна комірка решітки ОЦК

Розв’язок :

Пронумеруємо атоми в комірці. Кожний атом у вершині куба (1-8) належить 8 сусіднім коміркам, отже, на дану комірку приходиться 1/8 атома. Таких атомів 8 . 1/8· 8= 1 атом та один атом в центрі комірки (9) 1+1=2

Відповідь : 2 атоми.

2 Розрахуйте кількість атомів у запропонованих кристалічних решітках

( рисунок 2 а,б)

Рисунок 2 - Кристалічні решітки а- ГЦК, б - ГПУ

До змісту

2 Кристалізація металів і будова сталевого зливка

Перехід металу з рідкого стану в твердий називається процесом кристалізації.

КРИСТАЛІЗАЦІЯ

Енергетична умова Система переходить до термодинамічно більш стійкого стану з меншою вільною енергією. Зменшення вільної енергії можливе лише за умови переохолодження нижче температури фазової рівноваги То0, коли Gтв =Gр. Ступінь переохолодження Δ Т= То – Т1, Т1 – температура, при якій відбувається процес кристалізації Δ G – зміна вільної енергії

Утворення зародків нової фази Зародки нової фази утворюються в об’ємі рідкої фази з ближнім порядком у розташуванні атомів. Утворення зародків призводить до зниження вільної енергії. (α – розмір зародка). Тільки зародки розміром αкр і більші здатні до зростання, бо знижують вільну енергію. αкр–критичний мінімальний розмір зародка, здатного до зростання. αкрзалежить від ступеню переохолодження Δ Т: Δ Т2> Δ Т1 (Т1< Т2), αкр2< αкр1

Ріст зародків нової фази Зростання кристалу відбувається шляхом переходу атомів з рідини до зародка нової фази. Кристал зростає пошарово. Спочатку утворюється двомірний зародок (1), що зростає за рахунок отримання нових атомів з рідини (2) Зростання двомірного зародка