Кристаллизация металлов представляет собой процесс, при котором происходит изменение материала из жидкого состояния в твердое. Об этом явлении стало известно, после его открытия ученным Д. К. Черновым. Он и установил, что кристаллизация включает в себя зарождение мельчайших частиц кристаллов и дальнейший их рост.
Процесс кристаллизации
Рост кристаллов происходит, когда к их зародышам примыкают другие атомы жидкого металла. Этот процесс движется свободно, а элементы сохраняют правильную геометрическую форму, пока растущие кристаллы не встретятся друг с другом. В этом случае рост отдельных граней кристаллов прерывается, из-за чего они не все развиваются, а лишь те, что обладают правильной геометрической формой.
Кристаллы правильной геометрической формы называются кристаллитами или зернами. Величина этих элементов зависит от количества центров кристаллизации и быстроты роста кристаллов. Чем больше центров кристаллизации, тем больше единиц формируется в данном объеме и каждый из них небольшого размера.
Внешние факторы
Помимо вышеперечисленных моментов на образование центров кристаллизации оказывает влияние также и скорость охлаждения. Чем она выше, тем больше образуется центров кристаллизации, и зерна соответственно получаются мельче. Если сравнить тонкие сечения литых деталей с толстыми массивными литыми, то можно заметить, что в первых, где деталь охлаждается чуть быстрее, металл всегда получается мелкозернистым. При этом скорость охлаждения не всегда удается регулировать.
Создание искусственных центров кристаллизации позволяет получить мелкозернистый металл при его затвердевании. Для этой цели в расплавленный материал вводят специальные вещества - модификаторы. Процесс называется - модифицирование.