Чем вызвано направление роста кристаллов в процессе охлаждения
Чем вызвано направление роста кристаллов в процессе охлаждения
Влияние различных условий на процесс роста кристаллов
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
ВВЕДЕНИЕ
Говорят, что кристалл растёт. Почему же он может расти? Ведь это не растение. Мне стало интересно, почему кристалл растет, как его использует человек, можно ли выращивать кристалл и как это сделать. Я решила попробовать вырастить кристалл у себя дома.
Актуальность работы заключается в том, чтобы научиться создавать что-то интересное и необычное из привычного и обычного в домашних условиях.
Гипотеза: предположим, что кристаллы различной формы возможно вырастить в домашних условиях и в зависимости от условий кристаллы могут расти по-разному.
Цель исследования: вырастить кристаллы в домашних условиях.
Задачи исследования:
1. изучить кристаллы;
2. подобрать доступное оборудование и сырье для выращивания кристаллов в домашних условиях;
3. овладеть практическими способами выращивания кристаллов (вырастить кристалл);
4. заинтересовать сверстников интересными сведениями о кристаллах и возможностью их самостоятельного выращивания.
Объект исследования: кристаллы.
Предмет исследования: процесс выращивания кристаллов.
Этапы исследования:
1. Сбор и изучение информации из литературы и других источников.
2. Проведение эксперимента и анализ результатов.
3. Обработка материалов и формулирование выводов.
Методы исследования:
1. самостоятельное размышление над темой исследования;
2. изучение литературы и работа с информацией из сети Интернет;
3. практическая работа.
Практическая значимость проекта состоит в создании домашней коллекции «Кристаллы», и в разработке рекомендаций по выращиванию кристаллов в домашних условиях.
ГЛАВА I. Мир кристаллов.
1.1. Что такое кристалл?
Кристаллы – поразительные создания природы. Нас восхищают их яркие цвета и прозрачность, ровные, гладкие грани и, самое главное, правильная форма.
Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые сгруппированы в шесть видов. Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько килограммов.
1.2. Удивительный и загадочный мир кристаллов.
Всем известные и ежедневно используемые сахар и соль тоже являются кристаллами.
Минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму.
В Австрии есть музей «Хрустальные миры Сваровски», который находится под землёй, в пещере, состоящей из семи сообщающихся залов. В этом музее представлены всевозможные кристаллы Сваровски. Одна из чудо-комнат неизменно вызывает шок у всех посетителей – здесь вы оказываетесь как бы в середине огромного кристалла. В музее можно увидеть самый большой и самый маленький из когда-либо произведенных кристаллов. Самый большой – диаметром 40 см весит около 62 килограммов! А самый маленький можно увидеть лишь в микроскоп. Кристаллы Сваровски вошли в Книгу рекордов Гиннеса.
Кристаллы растут, воспроизводя себя. Из всего царства минералов они ближе всего к тому, чтобы называться «живыми».
1.3. Рост кристаллов.
Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники. Но, где взять столько кристаллов? Возможно ли их вырастить искусственно?
В природе кристаллы растут тысячи лет, а ученые изобрели быстрые способы выращивания искусственных кристаллов, что широко используется повсеместно. Из «ненастоящих» кристаллов делают такие драгоценные камни как сапфир и рубин. На сегодняшний день почти все кристаллы, которые существуют, выращивают искусственно.
И я вырастила кристаллы в домашних условиях. Выращивание искусственных кристаллов очень увлекательный и важный для современной жизни процесс.
ГЛАВА II. Выращивание кристаллов
2.1. Из чего можно вырастить кристалл?
2.2.Способы выращивания кристаллов
Изучив литературу, я узнала, что вырастить кристаллы можно различными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. При понижении температуры вещества выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение идёт медленно, зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов.
2.3.Правила выращивания кристаллов солей
Для того чтобы кристаллы получились как можно более красивыми и имели правильную геометрическую форму необходимо приготовить чистый раствор. Для этого требуется:
1. Использовать вещество как можно более высокой степени чистоты.
2. Использовать кипячёную воду для приготовления раствора.
3. Готовить раствор в химической посуде (желательно).
4. Обязательно необходимо профильтровать раствор после его приготовления.
5. Во избежание попадания пыли накрыть ёмкость с раствором.
6. Во время работы с солью и растворами необходимо соблюдать правила безопасности.
Форма кристаллов одной и той же соли зависит от многих факторов:
— Если начальная концентрация сильно высокая, то у вас вырастет друза.
— В течение всего времени роста кристалла желательно поддерживать одну и ту же температуру, т. к. даже незначительные перепады способны повлиять на его форму.
— Если раствор будет недостаточно чистым или в него попадёт пыль, то это может существенно повлиять на форму кристалла.
Как приготовить раствор соли?
Раствор готовят из тёплой (не горячей!) воды. Воду лучше брать дистиллированную, но можно и кипячёную. Химический стакан наполовину наполняют водой и небольшими количествами (
по 10 г) добавляют соль. После каждой новой порции соли раствор тщательно перемешивают. После того, как вещество перестаёт растворяться, добавляют последние 10 г вещества и перемешивают. Уже готовый раствор фильтруют во второй химический стакан, в котором и будет происходить рост кристалла.
Как отфильтровать раствор?
Лучше всего для фильтрации раствора использовать хороший, лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Если готового фильтра нет, то его можно сделать из обычной промокашки. Его вкладывают в стеклянную воронку и фильтруют раствор. В самом крайнем случае, если под рукой нет даже промокашки, то фильтр делается из ваты. Вату плотно вставляют в горлышко воронки и затем фильтруют раствор.
Как вырастить крупные одиночные кристаллы – монокристаллы?
Для того чтобы получить затравку, готовится максимально концентрированный раствор соли, переливается в химический стакан и накрывается листком бумаги. Через несколько дней на дне стакана появляются первые кристаллики. Из них отбираются те, которые имеют более правильную форму.
Раствор фильтруют и погружают туда затравку. Стакан накрывают бумагой и оставляют. Чем дольше кристалл будет оставаться в растворе, тем крупнее он станет. В ходе роста основного кристалла на дне появляются и растут другие, случайно выпавшие кристаллы. Их желательно удалять хотя бы раз в неделю.
Как сохранить кристалл?
Большинство искусственных кристаллов, выращенных из различных солей очень хрупкие и со временем разрушаются. В особенности это грозит кристаллам поваренной соли, так как она быстро начинает впитывать воду из окружающего воздуха и красивый кристалл рассыпается. По информации сети Интернет можно защитить кристаллы от разрушения покрыв их поверхность прозрачным лаком в несколько слоёв. Для этого подойдёт мебельный лак, лак для ногтей и даже лак для волос.
Глава III. Практическое исследование
3.1. Этапывыращивания кристаллов в домашних условиях.
Изучив литературу и получив нужную информацию, я приступила к практической части своего проекта и начала выращивать свой кристалл.
На первом этапе я растворила поваренную соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде. Растворяла соль до тех пор, пока она уже больше не растворяется. Следуя рекомендациям, я использовала кипячёную воду (Приложение 2 фото 1,2).
На втором этапе я отфильтровала насыщенный раствор и переливала его в другую ёмкость, где планировалось производить выращивание кристаллов. На этом этапе важно было следить, чтобы раствор не особо остывал (Приложение 2 фото 3).
На третьем этапе я привязала на нитку и на леску кристаллики соли (затравочные кристаллы выращенные заранее) и закрепила её на картонной заготовке, которую положила на края ёмкости. Кристаллик опустила в насыщенный раствор таким образом, чтобы он не касался дна. Ёмкость накрыла сверху от попадания пыли и мусора и закутала в полотенце для более медленного остывания (Приложение 2 фото 4,5,6).
На четвертом этапе я разместила ёмкости с раствором и кристаллами в различных условиях.
Пятый этап – заключительный – сохранение кристаллов. Для сохранности кристаллов я покрыла их несколькими слоями прозрачного лака (Приложение 2 фото 7).
3.2. Анализ полученных результатов.
Для проверки гипотезы о влиянии условий на рост кристаллов в домашних условиях мы выращивали кристаллы в 4-х ёмкостях находящихся в различных условиях.
Первый кристалл (I) я выращивала из йодированной поваренной соли (не чистая соль с примесью) на ворсистой хлопчатобумажной нитке при быстром охлаждении раствора. Раствор не обновлялся. В результате этих условий довольно таки быстро вырос длинный поликристалл по всей длине нити (Приложение 3 фото 1-4).
Второй кристалл (II)я выращивала из йодированной поваренной соли (не чистая соль с примесью) на ворсистой хлопчатобумажной нитке при медленном охлаждении раствора. Раствор фильтровался и обновлялся еженедельно. В результате этих условий вырос длинный поликристалл по всей длине нити, но рос он более длительно и более правильной формы, чем первый (Приложение 3 фото 5-8).
Третий кристалл (III)я выращивала из каменной поваренной соли (чистая соль без примесей) на гладкой леске при быстром охлаждении раствора. Раствор не обновлялся. В результате этих условий достаточно быстро вырос поликристалл с одним центром роста (Приложение 3 фото 9-12).
Четвёртый кристалл (IV) я выращивала из каменной поваренной соли (чистая соль без примесей) на гладкой леске при медленном охлаждении раствора. Раствор обновлялся и фильтровался еженедельно. В результате этих условий выросли крупный поликристалл с одним центром и два монокристалла правильной кубической формы (Приложение 3 фото 13-16).
По результатам практического исследования можно сделать вывод о том, что кристалл, возможно вырастить в домашних условиях. Также значительным выводом является то, что соблюдение определённых условий выращивания кристаллов помогает вырастить кристаллы различной формы с различной скоростью.
3.3. Результаты работы над проектом.
Результатом моей работы стало создание домашней коллекции кристаллов выращенных мною из поваренной соли и из купленных наборов «Юный химик» и «Чудесный сад» (Приложение 4 фото1-2)
После презентации моего проекта в классе я раздала памятки по выращиванию кристаллов одноклассникам. Некоторые одноклассники заинтересовались и также начали выращивать кристаллы в домашних условиях. Результатом этого увлечения стали красивые разноцветные кристаллы (Приложение 4 фото3-6).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кристаллы имеют чёткую, повторяющуюся структуру, бывают твердыми и жидкими. Они встречаются в природе и могут быть выращены человеком.
Кристаллы очень полезны для человека. В некоторых случаях без них не обойтись. Например, если нужно разрезать камень нужен алмаз, а если нужно сделать часы, то не обойтись без рубина. Микропроцессоры в компьютерах сделаны из кремния. Найти нужный кристалл в природе очень сложно. Гораздо проще и дешевле его вырастить искусственно. Это делается в промышленном производстве. Но можно вырастить кристалл и в домашних условиях.
Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения всех условий при погружении кристалла и для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато, если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует своей красотой, необычной формой, размером!
Гипотеза, выдвинутая в начале моей исследовательской работы, полностью подтвердилась.
Выводы:
1. В результате эксперимента было доказано, что кристалл можно выращивать в домашних условиях.
2. Соблюдение определённых условий выращивания кристаллов помогает вырастить кристаллы различной формы с различной скоростью.
3. В ходе эксперимента я убедилась, что кристаллы очень хрупкие и их необходимо покрывать лаком, защищая от разрушения.
Изучение кристаллов невозможно вместить в эту работу, она заслуживает большего внимания! Именно этим я и планирую заняться в дальнейшем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Суперэксперименты [Текст] / Перевод с нем. П.Лемени-Македона. – М. ЭКСМО, 2014. – с. 178
3. Новая энциклопедия школьника [Текст] / под ред. Бубновой Е.М. – М. Махаон, 2013 – с. 245
Этапы выращивания кристаллов в домашних условиях.
1. Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде. Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется – это насыщенный раствор.
2. Насыщенный раствор перелить в другую емкость (большего размера), где можно производить выращивание кристаллов. При переливании раствор желательно фильтровать. На этом этапе следите, чтобы раствор не сильно остывал.
3. Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите, например, к зубочистке и положите её на края ёмкости, где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустите в насыщенный раствор.
4. Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
5. Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом от попадания пыли и мусора. Заверните ёмкость полотенцем для более медленного остывания. Оставьте раствор на несколько дней.
6. После того как вырос кристалл нужного вам размера, достаньте его из раствора. Оставьте кристалл на час для высыхания, а затем покройте двумя слоями прозрачного лака для сохранения от разрушения.
Для того, чтобы кристаллы получились как можно более красивыми и имели правильную геометрическую форму необходимо приготовить чистый раствор. Для этого требуется:
1. Использовать вещество как можно более высокой степени чистоты.
2. Использовать кипячёную воду для приготовления раствора.
3. Обязательно необходимо профильтровать раствор после его приготовления.
4. Во время работы с солью и растворами необходимо соблюдать правила безопасности.
Форма кристаллов одной и той же соли зависит от многих факторов:
— Если начальная концентрация сильно высокая, то у вас вырастет друза (сросшиеся кристаллы).
— В течение всего времени роста кристалла желательно поддерживать одну и ту же температуру, т. к. даже незначительные перепады способны повлиять на его форму.
— Если раствор будет недостаточно чистым или в него попадёт пыль, то это может существенно повлиять на форму кристалла.
— Никогда не берите кристалл руками. Для того, чтобы достать кристалл, очень удобно использовать пинцет.
Этапы роста первого кристалла (I)
4. Четвёртая неделя (I).
Этапы роста второго кристалла (II)
5. Первая неделя (II)
6. Вторая неделя (II).
7. Третья неделя (II).
8. Четвёртая неделя (II).
Этапы роста третьего кристалла (III)
9. Первая неделя (III).
10. Вторая неделя (III).
11. Третья неделя (III).
12. Четвёртая неделя (III).
Этапы роста четвертого кристалла (IV)
13. Первая неделя (IV).
14. Вторая неделя (III).
15. Третья неделя (III).
16. Четвёртая неделя (III).
Старт в науке
Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».
Формирование и кристаллизация металла шва, строение зоны термического влияния
Дуга в процессе сварки оказывает давление на сварочную ванну. Это приводит к тому, что жидкий металл из-под основания дуги вытесняется, дуга несколько погружается. При ручной сварке толстопокрытыми электродами глубина погружения дуги составляет 3—4 мм, при сварке под флюсами – 8—10 мм. По мере продвижения дуги в хвостовой части зоны плавления металла происходит интенсивный отвод тепла в массу холодного металла. Кристаллиты растут в направлении, перпендикулярном к поверхности теплоотвода. Кристаллизация металла шва, т. е. переход из жидкого состояния в твердое, протекает с остановками. После охлаждения первого слоя происходит некоторая задержка кристаллизации из-за ухудшения теплоотвода и выделения скрытой теплоты кристаллизации первого слоя. После некоторой задержки вследствие непрекращающегося теплоотвода в глубь основного металла начинает кристаллизоваться второй слой и т. д. Таким образом, периодически происходит кристаллизация по всему продольному и поперечному сечению металла шва.
Толщина кристаллизационных слоев может колебаться от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Закристаллизовавшийся металл однопроходного шва имеет столбчатое строение, это обусловлено тем, что в направлении отвода теплоты (перпендикулярно границе плавления) кристаллиты растут быстрее, чем в других направлениях. Наибольшая толщина кристаллизационных слоев наблюдается в металле шва при электрошлаковой сварке. Ось каждого кристаллита обычно не прямая, она несколько изогнута в направлении вершины шва (рис. 17).
Рис. 17. Направление столбчатых кристаллитов в швах, выполненных электрошлаковой сваркой: а – разрез вдоль шва; б – разрез поперек шва
При сварке под флюсом уменьшается скорость охлаждения шва, это создает благоприятные условия для удаления газов из металла шва и всплывания шлаковых включений, но размер кристаллитов резко увеличивается, что ухудшает прочностные свойства металла шва. Чтобы избежать ухудшения свойств, необходимо измельчить структуру шва. Для этого в жидкий металл вводятся добавки (модификаторы) – алюминий, титан или ванадий. В процессе кристаллизации металла шва возникает неравномерное распределение составляющих сплава. Это в металловедении называют ликвацией.
Ликвация – это прежде всего неоднородность по химическому составу. Ликвация зональная характеризуется различием химического состава периферийной зоны и центральной части металла шва.
Дендритная (внутрикристаллическая) ликвация характеризуется неоднородностью химического состава отдельных кристаллов. Центральная часть дендритов состоит, как правило, из чистого твердого раствора, а граница между дендритами наиболее загрязнена вредными примесями, поэтому разрушение металла шва чаще всего происходит по границам зерен. Чтобы избежать вредного влияния ликвации (особенно при сварке легированных сталей) необходимо производить термическую обработку для выравнивания химического состава металла. На свойства сварного соединения наряду с химическим составом металла шва значительное влияние оказывает и структура металла шва, а также структура зоны термического влияния околошовной зоны. В процессе сварки нагревается основной металл и в нем происходят структурные изменения под воздействием высоких температур.
Область нагрева называют зоной термического влияния. В дальнейшем применяется сокращенное название ЗТВ. Температура, до которой нагреваются отдельные участки ЗТВ, изменяется от температуры плавления до окружающей температуры. Рассмотрим структуры ЗТВ для сталей, наиболее распространенных при сварке конструкций (до 0,20 % углерода) (рис. 18).
Рис. 18. Схема изменения структур околошовной зоны однопроходного шва:
а – температурные границы участков околошовной зоны; б – часть диаграммы состояния сплавов Fe-C
В зависимости от температуры нагрева, структурных и физико-механических изменений в ЗТВ различают следующие участки: 1) неполного расплавления; 2) перегрева; 3) нормализации; 4) неполной перекристаллизации; 5) рекристаллизации; 6) синеломкости.
Участок неполного расплавления является переходным от наплавленного металла к основному, его часто называют переходной зоной. В процессе сварки этот участок находится в твердожидком состоянии, и поэтому переходная зона отличается по химическому составу как от основного, так и от наплавленного металла. Свойства этого участка оказывают в большинстве случаев решающее влияние на работоспособность сварной конструкции.
Участок перегрева определяется температурными границами: от температуры участка неполного расплавления до температуры около 1100 °С. В некоторых случаях при ручной сварке в зоне перегрева сталей с повышенным содержанием углерода образуется крупнозернистая структура, которая заметно снижает пластичность металла и увеличивает его хрупкость.
Ударная вязкость снижается на 25 % и более.
Участок нормализации охватывает металл, нагреваемый в процессе сварки от температуры несколько выше линии критических превращений до температуры ниже 1000 °С. На этом участке происходит образование мелкозернистой вторичной структуры. Механические свойства металла на участке нормализации обычно выше свойств основного металла в его исходном состоянии.
Участок неполной перекристаллизации для низкоуглеродистой стали определяется температурным диапазоном от 725 до 850 °С. Металл на этом участке подвергается только частичной перекристаллизации. Наряду с зернами, образовавшимися в результате перекристаллизации, присутствуют зерна исходного металла.
Участок рекристаллизации наблюдается при сварке стали, подвергшейся пластической деформации (прокат). На этом участке в интервале температур 450—700 °С наблюдается некоторое измельчение зерен, что не изменяет механических свойств ЗТВ металла.
Участок синеломкости охватывает температурный диапазон от 200 до 400 °С. На этом участке наблюдаются синие цвета побежалости на поверхности металла. При сварке низкоуглеродистых сталей на участке наблюдается резкое падение ударной вязкости из-за снижения пластичности. Это происходит в тех случаях, когда в сталях содержится кислород, азот и водород в несколько избыточном количестве.
Размеры отдельных участков ЗТВ и общая ширина ее зависят от условий нагрева, охлаждения и способов сварки.
Контрольные вопросы:
1. Расскажите о формировании и структуре шва в момент перехода металла из жидкого состояния в твердое.
2. Чем вызвано направление роста кристаллов в процессе охлаждения?
3. Каково влияние скорости охлаждения на структуру шва?
4. Каково влияние химического состава на структуру шва?
5. Что такое зона термического влияния и ее основные участки?
6. Дайте краткую характеристику участков зоны термического влияния.
Основные явления кристаллизации слитков. Влияние формы кристаллов на служебные характеристики металла
Стенки форм, в которых происходит кристаллизация жидкого металла, обычно имеют неровности и шероховатости. Они оказывают воздействие на кристаллизацию, увеличивая ее скорость.
|
|
|
В зависимости от скорости охлаждения металла, зерна кристалла могут иметь равноосную (глобулярную) и столбчатую (вытянутую) форму. Первая очень узкая – зона мелких равноосных кристаллов. Рост таких кристаллов обусловлен тем, что поверхность формы, соприкасающаяся с жидким металлом, является очень холодной. Это приводит к очень высокой степени переохлаждения жидкости. Вследствие чего происходит формирование кристаллов с мелким зерном. В данной зоне отсутствует направленный рост кристаллов, вследствие их столкновения друг с другом. Поэтому эта полоса очень тонкая и не всегда различима невооруженным глазом. При этом между стенкой изложницы и застывшим металлом образуется воздушная прослойка, кроме того, стенка нагревается от соприкосновения с металлом, и скорость охлаждения его уменьшается. За первой зоной в глубине слитка расположена вторая – пояс столбчатых кристаллов (область транскристаллизации). Формирование этой зоны вызвано тем, что кристаллы в ней растут в направлении процесса теплоотдачи. Кристаллы здесь ориентированы нормально к стенкам формы. Образующаяся область еще более замедляет отвод тепла наружу, скорость остывания все более уменьшается, и тогда начинается формирование крупных равноосных неориентированных кристаллов, которые составляют третью зону. Наличие этих областей в структуре слитка влияет на свойства металла. Металлы с мелким зерном кристалла имеют более высокую прочность и пластичность, в отличие от крупнозернистых кристаллов. Зона столбчатых кристаллов обладает высокой плотностью, так как в ней нет газовых пузырей и раковин. Однако в участках стыка этих кристаллитов, особенно растущих от разных поверхностей, металл имеет пониженную прочность, и при последующей обработке давлением (ковке, прокатке и др.) в них могут возникнуть трещины. Поэтому для сравнительно малопластичных металлов и сплавов, в том числе и стали, развитие этой области нежелательно. Наоборот, для получения более плотного слитка у пластичных металлов (меди и ее сплавов) желательно распространение зоны столбчатых кристаллитов по всему объему слитка; вследствие высокой пластичности таких сплавов исключается разрушение его при ковке и других методов их обработки давлением.
Жидкий металл имеет больший удельный объем, чем твердый; поэтому в той части слитка, которая застывает последней, т. е. в зоне 3, образуются пустоты – усадочные раковины. Они обычно окружены наиболее загрязненной частью металла, в котором после затвердевания образуются пузыри, микро- и макропоры. Около этих раковин металл становится менее плотным и более рыхлым. Вследствие этого после прокатки слитков спокойной стали верхнюю (прибыльную) часть их (около 15 – 20 % длины) отрезают. Места стыков кристаллов имеют меньшую прочность, поэтому вдоль волокон деформированная сталь обладает большей прочностью и вязкостью, чем поперек.
Вопросы для самопроверки
1. Какие агрегатные состояния вещества Вы знаете? Дайте краткую характеристику каждого.
2. Дайте определение фазы – как состояния вещества. Какие системы по состоянию и количеству фаз Вы знаете?
3. Какое условие необходимо для протекания процесса кристаллизации?
4. Что такое критический зародыш и от чего зависят его размеры?
5. Как влияет степень переохлаждения на число центров и скорость их роста?
6. Чем отличается гомогенное образование зародышей от гетерогенного?
7. Что такое модифицирование расплавленного металла?
8. Может ли происходить рост кристаллов без образования двумерного зародыша?
9. Когда процесс кристаллизации протекает быстрее — при малой, большой и очень высокой степени переохлаждения?
10. Как растет дендритный кристалл?
11. Какие структурные зоны можно выделить в металлическом слитке?
12. Как получить мелкое зерно в литом металле?