khimie.ru

Структура металлов. Твердение металла или металлического сплава всегда является процессом кристаллизации. Металлы или их сплавы никогда не обрадуют при затвердевапии аморфных или изотропных продуктов, как это происходит, например, у стекол. Кристаллитная структура многих металлов заметна уже невооруженным глазом, особенно после травления их поверхности кислотами. В других случаях ее можно обнаружить лишь микроскопическим исследованием, а иногда только рентгенографически. Так как в отличие от кристаллизации из растворов при кристаллизации из расплава в виде целого куска металла отдельные поверхности кристалликов не могут свободно развиваться, у них получаются иные внешние очертания, чем у таких же кристаллов при свободной кристаллизации. Каждая отдельная частица испытывает давление соседних частиц. Частицы такого конгломерата, имеющие не характерные для свободного роста поверхности, а «вынужденные» («следствие соприкосновения с соседними частицами) поверхности, называются кристаллитами. Кристаллиты, несмотря металла, на то, что их поверхности не являются поверхностями свободного роста кристаллов, имеют довольно правильные формы. Это явление обусловлено пространственно ориентированными скоростями их роста. На соответствующим образом вытравленных шлифах границы отдельных кристаллитов большей частью отчетливо проявляются в виде тонких линий. В ограниченных этими линиями областях скапливаются в виде «промежуточного вещества» содержащиеся в металле загрязнения. Величина кристаллитов зависит от присущей им способности к спонтанной кристаллизации и от скорости роста кристаллов; эти свойства в свою очередь зависят от скорости охлаждения или степени переохлаждения расплава.

Мерой способности к спонтанной кристаллизации является скорость образования центров кристаллизации, т. е. число образующихся в единицу времени в единице объема кристаллизационных центров. Кристаллизационными центрами называют те точки, в которых начинается рост отдельных кристаллов. Чем больше число кристаллизационных центров, образующихся в единицу времени, и чем меньше скорость, с которой происходит рост кристалла из его центра по всем направлениям, тем более мелкозернистым будет строение затвердевшего сплава. Тонкокристаллическое строение большинства металлов обусловливается главным образом их большой склонностью к спонтанной кристаллизации.