Sıvı / katı geçiş içine birincil kristalleşme ve bunun içinde oluşan iç yapı, Birincil İç Yapı olarak adlandırılır. Termal ve termo-mekanik işlemlerle, malzeme katı halde iken yeniden kristalize edilebilir. Bu yapıya İkincil Yapı denir.
Eriyikteki atomlar kafes noktalarında değil düzensizdir. Isı soğutma sırasında alındığında eriyiğin enerjisi kademeli olarak azaltılır, böylece belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında, kristalleşme merkezi veya çekirdek adı verilen bir dizi normal atom grubu oluşmaya başlar.
Soğutma işlemi sırasında faz dönüşüm süreci veya katılaşma çekirdeklenme ve çekirdeğin büyümesinden oluşur. Çekirdeklenme kafesin her tarafında meydana gelirse, homojen çekirdeklenme adını alır. En çok ve özellikle kaynak sırasında meydana gelen heterojen çekirdeklenme, kafes içindeki yanlış yerlerde meydana gelir (örn. Tane sınırları, çıkık ve benzeri).
Katılaşma sırasında, atom dizisi en düzenli kısa mesafeden uzun mesafelere veya kristal yapıya kadar uzanır. çekirdeklenme. Küçük katı parçacıklar, sıvının embriyoları tarafından oluşturulur. Çekirdek stabil olmadan önce çekirdeğin minimum kritik çapa ulaşması gerekir. Katının büyümesine, atomların sıvının çekirdeğine geçmesi neden olur ve bu büyüme sıvı akıncaya kadar devam eder.
Bir sıvının katılaşma sıcaklığının altında soğutulması durumunda bir malzemenin katılaşması beklenir. Katı ile ilgili enerjinin kristal yapısı nedeniyle; sıvının enerjisinden daha az. Sıcaklık, katılaşma noktasının üstüne düştüğünde, artan enerji farkı katıyı daha dengeli hale getirir. Katı ve sıvı arasındaki bu enerji farkı serbest hacimsel enerjidir.
Sıvı katılaşma noktasına soğutulduğunda, sıvıdaki atomlar katı maddeye benzer küçük bir bölge oluşturmak üzere bir araya toplanır. Bu küçük katı parçacıklara iyo embriyolar Bu denir. Embriyo (çekirdek) oluştuğunda, toplam serbest enerji değişimi hacimsiz enerjide bir düşüş ve yüzeysiz enerjide bir artış gösterir.
Kübik katılaşmış metallerde kristal, tercih edilen yönlerde çok hızlı büyür ve diğer yönlerde daha yavaş büyür. Bu şekilde oluşan kristallerin hacimsel düzenlemesine diş macunu denir. Kristalleşme formları daha çok soğutma koşullarına bağlıdır.
Önceden oluşturulmuş çekirdek (karbür, nitrür, oksit ve diğer katı bileşikler) olmadan ideal ve homojen bir çözeltide stabil çekirdeklenme için aktivasyon enerjisi eriyiğin enerji içeriği ile karşılanmaktadır. Bu nedenle homojen çekirdek oluşumu için aşırı soğutma gereklidir. Kritik tohum büyüklüğü ve aktivasyon enerjisi aşırı soğuma arttıkça azaldıkça, ünite zamanlarında ortaya çıkan çekirdek sayısı önce artar, ancak atomların difüzyonu çok düşük sıcaklık nedeniyle daha zor hale geldikçe çekirdek sayısı azalır.
Birincil iç yapının tane büyüklüğü, ıpe çelik profil fiyatları çekirdek sayısına ve kristallerin büyüme hızına bağlıdır. Çekirdekler büyüdükçe ve kristallerin büyüme oranı azaldıkça, taneler daha ince hale gelir.
Tane büyüklüğü küçültme:
Heterojen çekirdeklerin kontrollü bir şekilde sıvıya eklenmesi sayesinde, sıvı - katı dönüşümü nedeniyle oluşan tane sayısı artar. Böylece, ortalama tane büyüklüğü daha küçük hale gelir, bu da mekanik özellikler açısından özellikle avantajlıdır.
Dispersiyon Sertleşmesi:
Yer değiştirme fazı harici olarak eklendiğinde, yüksek mekanik mukavemetli malzemeler elde edilebilir.
Katı Hal Faz Dönüşümü:
Katı halde meydana gelen faz dönüşümlerini kontrol etmek, elde edilen malzemenin özelliklerini büyük ölçüde etkiler.
Hızlı soğutma:
Çekirdeklenmeyi inhibe ederek, çekici özelliklere sahip amorf malzemeler elde edilebilir.
Durumda Katı Faz değişiklikleri 2 farklı şekildedir;
1- Dönüşümler: Kararsız bir kafes tipi daha stabil bir kafes tipi haline gelir. Bu dönüşüm denge sıcaklığının altında.
2- Tortular: Çözünürlük, sıcaklık düşürülerek azaltılırsa, bir veya daha fazla faz katı bir çözeltiden çökeltilir. Ayrılmış fazın ve kafes yapının bileşimi, ilk fazdan farklıdır. Çökelme olayı difüzyon ile kütle taşınımı gerektirir. Bu yüzden zamana ve sıcaklığa bağlıdır.
Katı haldeki değişiklikler, konsantrenin aynı olup olmadığına göre de sınıflandırılabilir. Konsantrasyonda değişiklik olmadığı durumlarda termal aktivasyon önemli bir rol oynar (yeniden kristalleşme, tane büyümesi, martensit oluşumu 9).
Konsantrasyonda değişikliklerin gözlendiği durumlarda (biriktirme, kümeleme, katı erime dönüşümleri, yayılma kütle taşınımıdır).
Yeni fazlar ayrıca çoğunlukla çekirdeklenme ve çekirdek büyümesi ile oluşur. Çekirdeklenme aşırı soğutmanın artmasıyla kolaylaştığından dönüşüm hızı artar, ancak maksimuma ulaşıldıktan sonra azalır. Çünkü bir yandan sıcaklık düşüşü, çekirdek oluşumunun difüzyonunu yavaşlatır ve dolayısıyla dönüşümü zorlaştırır.
Bir faz değişimini başlatmak için gerekli olan aktivasyon enerjisi, yani iç yapının ve kafes yapısının yeni yapısını oluşturmak için, bu hataların enerjisini çıkıklıklar ve tane sınırları gibi boş alanlardaki enerjileri kadar azaltır. Yani çekirdeklenme burada başlar.
Bunun nedeni, kafes hatalarının dönüşümünün (plastik şekillendirme, hızlı soğutma) ve dönüşümlerin erken başlatılması veya daha kolay olmasıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder