Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»



Институт электронного обучения

Инженерная школа энергетики

Отчёт по лабораторной работе

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛА

по дисциплине: Материаловедение и технология конструкционных материалов

Исполнитель:

студент группы

5А17

08.04.2023

группа

ФИО

Дата

Руководитель:

преподаватель

кафедры

МТМ

08.04.2023

должность

кафедра

ФИО

Дата

Томск –

2023 г.

---

Цель работы

1. 
   Изучить механизм и кинетику процесса кристаллизации.
   
2. 
   Изучить влияние скорости охлаждения на макроструктуру сплава.
   
3. 
   Изучить влияние условий кристаллизации на механические свойства металла.
   

Оборудование и материалы для выполнения работы

1. 
   Водные растворы солей (хромпик K₂Сr₂О₇, перманганат калия KМnО₄, поваренная соль NaCl).
   
2. 
   Биологические микроскопы.
   
3. 
   Металлические слитки: сплав алюминия с кремнием (силумин).
   
4. 
   Муфельная электропечь с термопарой и автоматическим потенциометром.
   
5. 
   Металлическая форма (кокиль), керамическая форма.
   
6. 
   Маятниковый копёр МК–30А.
   

Теоретические сведения по теме работы

Кристаллизация – это процесс выстраивания атомов и молекул в жесткую кристаллическую решетку с хорошо определенной энергетически устойчивой структурой.

Движущей силой процесса кристаллизации или плавления металлов, сплавов, солей и т. д. является  стремление системы (сплава) к более термодинамически устойчивому состоянию.

Теоретическая температура кристаллизации Т_S – это  температура при которой кристаллизуется идеально чистый металл.

При любых температурах ниже Т_Sметалл будет находиться только в твёрдом состоянии, потому что  при температурах ниже ТS металл находится в состоянии термодинамического равновесия и не имеет достаточной энергии для перехода в жидкое состояние..

При температурах выше Т_Sметалл может быть только жидким, потому что  при температурах выше ТS металл находится в состоянии термодинамического равновесия и имеет достаточную энергию для перехода в жидкое состояние.

Механизм процесса кристаллизации можно представить в виде двух элементарных процессов:

1. 
    ядерный зародышевой ;
   
2. 
    ростовой .
   

Как влияет степень переохлаждения на размер зерна после кристаллизации?  Размер зерна после кристаллизации зависит от степени переохлаждения металла. Чем больше степень переохлаждения, тем крупнее зерно..

Экспериментальная часть

Задание:

1. 
   Описать ход кристаллизации солей.¹
   

 Кристаллизация солей происходит из-за увеличения концентрации соли в процессе испарения раствора. Кристаллы начинают расти на опущенную в раствор палочку, когда угол смачивания между палочкой и раствором достигает критического значения (от 20 до 30 градус .

---

2. 
   Объяснить разницу и различие в форме и окраске кристаллов солей.
   

  Различие в форме и окраске кристаллов зависит от их химического состава и структуры. Кристаллы могут иметь различные формы и размеры. Окраска кристаллов может быть обусловлена наличием примесей или дефектов в кристаллической решетке .

3. 
   Определить характер разрушения образцов после испытаний по его виду, определить структуру изломов образцов. Объяснить разницу в величине ударной вязкости образцов.
   

       .

	Силумин	Al+13%Si	КС=A/S, кг*м/см^2
Металлическая форма	>Vохл	Более мелкое зерно
Кристалическая форма	охл	Более крупное зерно

Вывод: при литье силумина в (металлической и кристаллической) мы наблюдали разные V охлаждения в металлической форме Vохл выше, т.к. выше теплопроводность.

Чем мельче зерно, тем больше сопротивление движения дислокации, засчет этого повышается ударная вязкость (сопротивление динамическому удару).

---

Смотрите также файлы

• Гост р 5116498, Форма Б. 2 Все графы обязательны к заполнению.docx

• На сегодняшний день одной из самых важных проблем в гинекологии является, конечно же, бесплодие. В нашей стране данная проблема является ещё более важной, т к. Россия испытывает демографический кризис.docx

• 1. Факторы, служащие причиной неэффективного взаимодействия, конфликтов или способствующие им, это общения барьеры.pdf

• Протокол 3 от 3 ноября.docx

• Методы расчета показателей надежности сжат.docx