Неравновесной кристаллизации

1.2. Неравновесная термодинамика Диссипативные системы. Нелинейность.

1.2. Неравновесная термодинамика................................................................. 14

1.2 Неравновесная термодинамика Диссипативные системы. Нелинейность

1.2. Неравновесная термодинамика................................................................. 14

22. Де Гроот С., Мазур П., Неравновесная термодинамика, М., «Мир», 1964.

105. Де Гроот С., Мазур П. Неравновесная термодинамика. Пер. с англ. М., «Мир», 1964. 456 с. с ил.

113. Де Гроот С., Мазур П. Неравновесная термодинамика:/Пер. с англ. М,: Мир, 1964. 456 с., ил.

1.9. Гроот С. Р., Мазур П. Неравновесная термодинамика. М., «Мир», 1964.

19. Де Гроот С., Мазур П. Неравновесная термодинамика.—M.s Мир, 1964.—456 с.

49. Де Гроот С. и Мазур П. Неравновесная термодинамика. М., «Мир», 1964. 456 с.

Наука о переносе энергии (тепла) и массы вещества является одной из современных областей знаний; она имеет большое практическое значение для интенсификации теплоэнергетических, энерготехнологических и химико-технологических процессов в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Особенно болыцое значение проблема тепломассообмена приобретает для новой техники, в частности для атомной энергетики и космической техники, на базе бурного развития которых и возникла наука о взаимосвязанном переносе энергии и массы. Она объединяет ряд разделов таких научных дисциплин, как классическая и неравновесная термодинамика, физическая газодинамика, уравнения математической физики, физико-химических поверхностных явлений и дисперсных систем.

В условиях же быстрых изменений температур изменяется не только температура превращения, но и условия превращения, так как не успевают (для переохлажденных систем) произойти диффузионные процессы, необходимые для осуществления превращений по типу равновесных. Для этих случаев равновесия диаграмма уже недействительна, хотя она и может оказаться необходимой в качестве отправного пункта при исследовании и для понимания тех или иных структурных особенностей, появляющихся при неравновесной кристаллизации.

Рис. 109. Схема, показывающая изменение среднего состава кристаллов при неравновесной кристаллизации

Неравновесная кристаллизация из жидкого раствора обычно происходит без большого переохлаждения и определяющей чертой нарушения условий равновесия является запаздывание диффузии в твердой фазе; в жидкой же фазе диффузионные процессы успевают пройти полностью. Для вторичной неравновесной кристаллизации характерны значительные переохлаж-

Описанный выше процесс фиксирования быстрым охлаждением неустойчивого состояния носит название закалки, а последующий процесс постепенного приближения к равновесному состоянию (путем нагрева или длительной выдержки) называется отпуском и старением. Столь разнообразное изменение структуры, достигаемое разной степенью приближения сплава к равновесному состоянию, приводит к разнообразному изменению свойств, чем и обусловлено широкое применение термической обработки, в основе которой заложены процессы неравновесной кристаллизации, в общих чертах описанные выше.

Дендритная (внутрикристаллитная) ликвация. В результате неравновесной кристаллизации химический состав образующихся кристаллов а-твердого раствора по сечению оказывается переменным.

Увеличение скорости охлаждения, кроме развития внутрикристаллитной ликвации в кристаллах а- и fS-твердых растворов, может вызвать значительные изменения в структуре и фазовом составе затвердевших сплавов. Так, при неравновесной кристаллизации эвтектика может образовываться в сплавах, состав которых находится левее точки а, т. е. меньше предельной растворимости компонента В в А, или правее точки е, т. е. предельной растворимости компонента А в В при (э.

При ускоренном охлаждении жидкая фаза сохраняется до эвтектической температуры (линия лЛ[/га не пересекает ординату сплава / выше 1ч). При эвтектической температуре количество оставшейся жидкости будет (/г2г;'л2с) 100 %. Эта часть жидкой фазы претерпевает эвтектическое превращение при температуре (э. Следовательно, при неравновесной кристаллизации сплав / будет после затвердевания состоять из первичных кристаллов «-твердого раствора и эвтектики (а -\- f>), т. е. иметь структуру, отличную от получаемой в условиях равновесия, т. е. кристаллов «-твердого раствора. С увеличением скорости охлаждения точка предельной растворимости d как бы сдвигается влево, что имеет большое практическое значение.

Повышенные скорости охлаждения могут изменить и структуру доэвтектнческих и заэвтектических сплавов, затвердевающих в условиях равновесия с образованием эвтектики (а -)- р1) и кристаллов избыточной а- или (1-фаз (рис. 61). При неравновесной кристаллизации эти сплавы могут иметь чисто эвтектическую структуру. Такую структуру принято называть каазиэвтсктичсс-кой, так как она имеет состав, отличный от состава эвтектики, представленного диаграммой фазового равновесия. Образование кристаллов ос-фазы из жидкости

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ в металлургии — создание однородной (гомогенной) структуры в сплавах путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся в сплавах, напр, при неравновесной кристаллизации из рас-плавл. состояния. Для Г. сплавы подвергают термич. обработке — т. н. диффузионному, или гомогенизирующему, отжигу. Г. улучшает пластичность сплавов, повышает стабильность механич. св-в и уменьшает их анизотропию.

Дендритная (внутрикристаллитная) ликвация. В результате неравновесной кристаллизации химический состав образующихся кристаллов а-твердого раствора по сечению оказывается переменным.

В условиях же быстрых изменений температур изменяется не только температура превращения, но и условия превращения, так как не успевают (для переохлажденных систем) произойти диффузионные процессы, необходимые для осуществления превращений по типу равновесных. Для этих случаев равновесия диаграмма уже недействительна, хотя она и может оказаться необходимой в качестве отправного пункта при исследовании и для понимания тех или иных структурных особенностей, появляющихся при неравновесной кристаллизации.