Контрольные вопросы
1. Что является движущей силой процесса кристаллизации? Поясните, пользуясь зависимостью ∆G=f(T); ∆G – свободная энергия; условия кристаллизации – гомогенное зарождение.
2. Предложите механизмы образования мелкозернистой структуры в отливках в процессе первичной кристаллизации.
3. Объясните основные закономерности гомогенной кристаллизации. Почему в литейном производстве этот механизм не является определяющим?
4.
Общее изменение свободной энергии при
образовании зародышей равно:
.
. Какой процесс (гомогенный или гетерогенный) характеризуется этим уравнением? Решите это уравнение относительно r=rкр и сделайте заключение о зарождении, если: а) r<rкр; б) r>rкр.
5. Размер критического зародыша при гомогенной кристаллизации определяется выражением:
,
где T0 – температура кристаллизации;
∆T – переохлаждение;
σ – поверхностное натяжение;
L – скрытая теплота кристаллизации.
Дайте анализ этого выражения с точки зрения: а) устойчивой кристаллизации; б) неустойчивой кристаллизации.
6. Объясните основные закономерности гетерогенной кристаллизации. Этот механизм можно считать определяющим в литейной технологии?
7. Запишите энергетическое соотношение для стабильного зародыша при гетерогенной кристаллизации на плоской поверхности подложки. Назовите примеры подложек, присутствующих в расплавах.
8. Предложите способы получения мелкозернистой структуры в отливках, если кристаллизация гетерогенная
9. Объясните закономерности роста дендритных кристаллов. Запишите уравнение теплообмена (пользуясь данными рисунка), объясняющее устойчивый рост дендрита в направлении х.
10. Покажите формы роста кристаллов, которые формируются при увеличении скорости охлаждения.
11. Нарисуйте кинетические кривые в координатах T=f(r) (r-расстояние от поверхности формы) и соответствующие им кристаллы для чистого металла.
12. Объясните основные закономерности кристаллизации сплавов типа твердых растворов. Нарисуйте кинетические кривые кристаллизации сплава. Запишите уравнения для коэффициента распределения. Объясните причину неоднородности состава растущих кристаллов.
13. В чем заключается модифицирующий эффект, как он влияет на кристаллизацию?
14. Поясните закономерности кристаллизации нормальной и анормальной эвтектик. Нарисуйте схемы структур: пластинчатой, зернистой, игольчатой.
15.Нарисуйте схему, отражающую положение двухфазной зоны в сплаве, затвердевающем в интервале температур. Дайте определение критерия Био и охарактеризуйте его влияние на кристаллизацию.
16. Приведите схему расположения трех зон в сплаве, закристаллизовавшемся в условиях низкой интенсивности теплообмена.
17. Охарактеризуйте влияние основных факторов на ширину двухфазной зоны. Нарисуйте соответствующие схемы.
18. Предложите условия, необходимые и достаточные для получения транскристаллитной структуры.
19 Предложите меры для реализации последовательной и объемной кристаллизации.
20. Почему процессы кристаллизации литейных сплавов можно моделировать на модельных средах? Дайте обоснование.
21. Какое влияние на процесс кристаллизации и формы кристаллов оказывают холодильники.
22. Объясните условия роста ориентированных кристаллов из расплава. Какими технологическими мерами можно обеспечить рост таких кристаллов.
23. Что такое дислокации и какое влияние они оказывают на рост кристаллов из расплава.
24. Охарактеризуйте три особенности, отличающие кристаллизацию сплавов от чистых металлов.
25. Что такое конституционное переохлаждение и какое влияние оно оказывает на формы кристаллов?
26. Что такое эвтектика? Поясните закономерности эвтектической кристаллизации.