Моно- и поликристаллы металлов

Категория:
Металлы


Моно- и поликристаллы металлов

При кристаллизации металла из расплава в зависимости от числа центров, зародившихся или уже имевшихся в жидкой ванне, образуется то или иное число кристаллитов. При определенных условиях, которые могут быть созданы в лаборатории, а иногда возникают и на практике, вырастает один кристалл или монокристалл (например, кристалл Чернова).

Особенностью монокристаллов, как указывалось ранее, является их анизотропность.

Рис. 1. Зависимость vc и vK от переохлаждения

При кристаллизации в обычных условиях те или иные объемы металла обычно сложены из очень большого числа относительно мелких кристаллитов и называются поликристаллами.

Естественно, что каждый отдельный кристаллит поликристалла анизотропен. Но значит ли это, что поликристалл в целом обладает векториальностью свойств? Оказывается, что нет. Дело в том, что каждый кристаллит поликристалла, выросший из отдельного центра, имеет свою ориентировку в пространстве. Свойства поликристалла поэтому в каждом направлении будут равны некоторой средней величине свойств отдельных кристаллитов. Поэтому свойства поликристалла будут примерно одинаковы во всех направлениях, следовательно, поликристаллические тела являются как бы изотропными или, как говорят, квазиизотропными.

Рис. 2. Схема блочной (мозаичной) структуры зерна: а — электронная микрофотография; б — схема кристаллической решетки

Это справедливо для металлов, находящихся в литом состоянии. Следует заметить, что сильная пластическая деформация литого металла, как это бывает, например, при холодной обработке давлением, способна придать поликристаллам анизотропность вследствие приобретения всеми кристаллитами одинаковой пространственной ориентировки По отношению к действующим усилиям и направлению деформации («текстура»).

В заключение необходимо отметить, что в отличие от идеа-тизированной схемы кристаллизации рост металлических зерен в обычных условиях всегда сопровождается существенным нарушением геометрической правильности их кристаллического строения.

Кристаллит любого металла имеет как бы мозаичное строение и сложен из отдельных объемов (блоков мозаики) размером около 10,5 см, разориентированных друг относительно друга на малые углы поворота в 10—15 минут.

Схема мозаичного или блочного строения решетки реального кристаллита представлена на рис. 2, справа. Слева на том же рисунке приведена электронная микрофотография металла, выявляющая мозаичную структуру зерна.

Как будет показано далее, несовершенство кристаллической структуры металлов обусловливает ряд существенных особенностей их поведения в процессе обработки и службы изделий.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум