Тема 4. Кристалізація. Форми кристалів. Вирощування монокристалів. Тверді розчини. Хімічні з’єднання.

Питання для самопідготовки:

1. Як впливають умови кристалізації на властивості кристалів.

2. Класифікація твердих розчинів.

3. Термодинамічне обґрунтування фазових перетворень під час нагрівання та охолодження металу.

4. Методи вирощування монокристалів.

Література: [1] –С12-14. [6] –С.37-42.[4] –С.37-43. [2] –С.50-57.

 

Методичні вказівки

 

Ознайомитися з особливостями кристалізації аморфних та кристалічних тіл. Пояснити їхні відмінні особливості. Розглянути причини та умови, що приводять до твердіння кристалів. Що відбувається при зміні цих умов? Звернути увагу натермодинамічне обґрунтування фазових перетворень під час нагрівання та охолодження металу, та на полікристалічну структуру металів, які твердіють природним шляхом. Звернути увагу на роль термодинамічного потенціалу під час самостійної кристалізації розплаву.

При вивченні твердих розчинів необхідно ознайомитися з класифікацією твердих розчинів за різними ознаками. При цьому необхідно визначитися в чому принципова різниця між твердими розчинами та хімічним з’єднанням.

Необхідно детально ознайомитися з усіма методами, що використовуються на практиці для вирощування монокристалів, тобто бездефектних кристалів. Такі кристали, які одержані спеціальними методами при особливих умовах, мають високу міцність, яка наближається до теоретичної. Необхідно, також, уміти розраховувати теоретичну міцність кристалів.

 

Питання для самоконтролю

 

1. Яку роль відіграє термодинамічний потенціал в процесі кристалізації розчину?

2. У чому полягає механізм процесу кристалізації розплаву?

3. Чим відрізняється самостійна кристалізація від несамостійної?

4. Що таке дендритний кристал?

5. Які методи вирощування кристалів існують? Чим вони відрізняються?

 

Завдання 10

Враховуючи явище анізотропії, подумайте, чи всі зерна будуть у структурі зразка при навантаженні s<s_пц деформуватися тільки пружно?

Завдання 11

Виходячи з характеристики основних фаз у сплавах, встановіть, за яким основним признакам можна з’ясувати, чи є фаза твердим розчином, хімічним з’єднанням або чистим компонентом.

Тема 5. Фазові перетворення в сплавах. Діаграма стану сплавів.

Правило фаз. Правило ричага.

 

Питання для самопідготовки:

1. Характеристика некристалічних твердих тіл

2. Діаграми стану сплавів. Визначення складу та кількості фаз за діаграмою стану. Правило важеля.

3. Фазові діаграми евтектичного типу.

Література: [1] –С.15-19. [2] –С.58-75., [4] –С.32-37., 44-55., [5] –С.118-133.

Методичні вказівки

Необхідно засвоїти процес кристалізації, що складається з зародження і росту кристалів і вплив на ці параметри ступеня переохолодження.

Наочне уявлення про стан будь-якого сплаву залежно від його складу і температури дають діаграми стану. Вивчаючи фазові діаграми сплавів необхідно ознайомитися з загальними відомостями про сплави, будову фазових діаграм. Потрібно засвоїти загальну методику побудови діаграм стану для різноманітних випадків взаємодії компонентів у твердому стані.

Запам’ятати загальний вид фазових діаграм сплавів, які необмежено розчинні один в одному як в рідкому так і твердому станах, а також, які необмежено розчинні один в одному в рідкому стані і зовсім не розчинні твердому стані. Засвоїти незвичні терміни, що характеризують на фазових діаграмах лінії, що відділяють рідкий стан сплаву від змішаного, а також твердий стан сплаву від змішаного.

Питання для самоконтролю

1. Чим відрізняється сталь та чавун, якщо виходити із фазового складу сплаву?

2. Для чого визначають діаграми стану сплавів?

3. Як визначають склад рідкої та твердої фази за діаграмою стану?

4. Що таке точка евтектики і чим вона відрізняється від інших точок фазової діаграми?

5. Як визначається кількість твердої та рідкої фази у сплавах (правило важеля)?

6. Яка особливість фазової діаграми евтектичного типу?

7. У чому полягає правило фаз?

 

Завдання 12

Коли утворюються діаграми сплавів евтектичного типу? Чим характерна точка евтектики? Накресліть цю діаграму і дайте пояснення.

Завдання 13

Виходячи з характеристики основних фаз у сплавах, встановіть, за яким основним признакам можна з’ясувати, чи є фаза твердим розчином, хімічним з’єднанням або чистим компонентом.

Завдання 14

Коли кристалізація відбувається при постійній температурі, а коли в інтервалі температур? Для яких сплавів, металів?