Монография. — Пер. с англ. — М: Мир, 1977. — 423 с.
В монографии обобщены результаты многолетних исследований в области
теории и практики затвердевания и кристаллизации металлов и
сплавов, рассмотрены вопросы, связанные с производством отливок и
слитков, выращиванием монокристаллов и кристаллов полупроводников.
Материал излагается на основе теории теплопередачи, массопереноса и
поверхностной кинетики.
Книга представляет интерес для специалистов в области физики металлов, металловедения, металлургии, литейного и сварочного производства, работающих в научно-исследовательских и учебных институтах, на производстве и в заводских лабораториях, а также для аспирантов и студентов старших курсов указанных специальностей. Предисловие автора.
Тепловой поток при затвердевании
Выращивание монокристаллов.
Затвердевание отливок и слитков.
Литье в теплоизолированные литейные формы.
Литейные процессы с преобладающим влиянием на теплоотдачу сопротивления поверхности раздела (литье в теплопроводные металлические формы и другие процессы).
Аналитический расчет процесса затвердевания слитков.
Затвердевание сплавов.
Пространственные тепловые задачи.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация однофазных сплавов в условиях образования плоского фронта
Введение.
Равновесная кристаллизация.
Отсутствие диффузии в твердой фазе.
Ограниченная диффузия в жидкости, отсутствие конвективного перемешивания.
Влияние конвективного перемешивания.
Выращивание по методу Чохральского (вытягивание кристалла).
Зонная плавка.
Выращивание кристаллов, содержащих летучие компоненты.
Диффузия в твердой фазе.
Эффект грани.
Выращивание кристаллов высокого совершенства.
Задачи.
Литература.
Ячеистая кристаллизация
Концентрационное переохлаждение и образование ячеек.
Теория устойчивости фронта кристаллизации.
Структура ячеек.
Образование дендритов.
Переход от ячеистой структуры к дендритной.
Распределение растворенного компонента при ячеистой кристаллизации.
Расстояние между ячейками.
Диффузия в твердой фазе.
Тройные сплавы.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация многофазных сплавов в условиях образования плоского фронта
Введение.
Кристаллизация пластинчатых эвтектик.
Кристаллизация стержневидных эвтектик.
Кристаллизация эвтектик с одной ограненной фазой.
Устойчивость фронта кристаллизации.
Анализ устойчивости фронта кристаллизации.
Кристаллографические особенности эвтектик, полученных при направленной кристаллизации.
Кристаллизация при неустановившемся режиме.
Другие двухфазные структуры.
Тройные сплавы.
Влияние конвективного перемешивания.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация отливок и слитков
Зернистая структура.
Столбчатые структуры.
Микроликвация в столбчатых структурах.
Расстояние между ветвями дендрита.
Равновесные зерна.
Ограненные дендриты и направления преимущественного роста.
Температура и доля твердой фазы.
Затвердевание переохлажденных расплавов.
Структура переохлажденных расплавов.
Задачи.
Литература.
Затвердевание многофазных сплавов: отливки и слитки
Перитектическое превращение.
Эвтектическое превращение.
Чугуны.
Эвтектическое превращение в чугунах.
Распределение компонентов в тройных сплавах.
Монотектическое превращение.
Первичные включения.
Вторичные включения.
Растворенные газы.
Удаление газа путем образования пузырей.
Образование газовой пористости при затвердевании.
Задачи.
Литература.
Течение жидкого металла
Введение.
Литниковая система.
Жидкотекучесть.
Перемешивание в объеме расплава.
Прибыли для отливок из чистых металлов.
Течение жидкости в междендритных пространствах.
Прибыли для отливок из сплавов.
Макроликвация.
Количественные аспекты макроликвации.
Совместное перемещение жидкой и твердой фаз.
Задачи.
Литература.
Термодинамика процесса кристаллизации
Введение.
Чистые вещества.
Двойные сплавы; равновесие стабильных фаз.
Коэффициент распределения.
Влияние кривизны поверхности раздела фаз.
Влияние давления.
Двойные сплавы; метастабильное фазовое равновесие.
Состав сплава на поверхности раздела жидкой и твердой фаз.
Равновесные формы поверхности раздела фаз.
Анизотропия поверхностной энергии границы раздела жидкой и твердой фаз.
Задачи.
Литература.
Зародышеобразование и кинетические процессы на границе раздела фаз
Гомогенное зародышеобразование.
Гетерогенное зародышеобразование и получение мелкозернистой структуры.
Рост кристаллов.
Непрерывный рост.
Ступенчатый рост.
Рост при двумерном зародышеобразовании.
Рост посредством винтовых дислокаций.
Рост при помощи двойниковых плоскостей.
Морфология кристаллов.
Задачи.
Литература.
Обработка и свойства металла отливок
Гомогенизация.
Термообработка на твердый раствор.
Ковкий чугун.
Ферритный, перлитный и мартенситный чугуны.
Механические свойства литых металлов с равновесной структурой.
Свойства сплавов со столбчатой структурой.
Композиты с ориентированной структурой.
Результаты холодной и горячей обработкой металлов давлением.
Задачи.
Литература.
Приложения
Таблица интегралов ошибок.
Таблицы примерных величин теплофизических констант.
Предметный указатель
Книга представляет интерес для специалистов в области физики металлов, металловедения, металлургии, литейного и сварочного производства, работающих в научно-исследовательских и учебных институтах, на производстве и в заводских лабораториях, а также для аспирантов и студентов старших курсов указанных специальностей. Предисловие автора.
Тепловой поток при затвердевании
Выращивание монокристаллов.
Затвердевание отливок и слитков.
Литье в теплоизолированные литейные формы.
Литейные процессы с преобладающим влиянием на теплоотдачу сопротивления поверхности раздела (литье в теплопроводные металлические формы и другие процессы).
Аналитический расчет процесса затвердевания слитков.
Затвердевание сплавов.
Пространственные тепловые задачи.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация однофазных сплавов в условиях образования плоского фронта
Введение.
Равновесная кристаллизация.
Отсутствие диффузии в твердой фазе.
Ограниченная диффузия в жидкости, отсутствие конвективного перемешивания.
Влияние конвективного перемешивания.
Выращивание по методу Чохральского (вытягивание кристалла).
Зонная плавка.
Выращивание кристаллов, содержащих летучие компоненты.
Диффузия в твердой фазе.
Эффект грани.
Выращивание кристаллов высокого совершенства.
Задачи.
Литература.
Ячеистая кристаллизация
Концентрационное переохлаждение и образование ячеек.
Теория устойчивости фронта кристаллизации.
Структура ячеек.
Образование дендритов.
Переход от ячеистой структуры к дендритной.
Распределение растворенного компонента при ячеистой кристаллизации.
Расстояние между ячейками.
Диффузия в твердой фазе.
Тройные сплавы.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация многофазных сплавов в условиях образования плоского фронта
Введение.
Кристаллизация пластинчатых эвтектик.
Кристаллизация стержневидных эвтектик.
Кристаллизация эвтектик с одной ограненной фазой.
Устойчивость фронта кристаллизации.
Анализ устойчивости фронта кристаллизации.
Кристаллографические особенности эвтектик, полученных при направленной кристаллизации.
Кристаллизация при неустановившемся режиме.
Другие двухфазные структуры.
Тройные сплавы.
Влияние конвективного перемешивания.
Задачи.
Литература.
Кристаллизация отливок и слитков
Зернистая структура.
Столбчатые структуры.
Микроликвация в столбчатых структурах.
Расстояние между ветвями дендрита.
Равновесные зерна.
Ограненные дендриты и направления преимущественного роста.
Температура и доля твердой фазы.
Затвердевание переохлажденных расплавов.
Структура переохлажденных расплавов.
Задачи.
Литература.
Затвердевание многофазных сплавов: отливки и слитки
Перитектическое превращение.
Эвтектическое превращение.
Чугуны.
Эвтектическое превращение в чугунах.
Распределение компонентов в тройных сплавах.
Монотектическое превращение.
Первичные включения.
Вторичные включения.
Растворенные газы.
Удаление газа путем образования пузырей.
Образование газовой пористости при затвердевании.
Задачи.
Литература.
Течение жидкого металла
Введение.
Литниковая система.
Жидкотекучесть.
Перемешивание в объеме расплава.
Прибыли для отливок из чистых металлов.
Течение жидкости в междендритных пространствах.
Прибыли для отливок из сплавов.
Макроликвация.
Количественные аспекты макроликвации.
Совместное перемещение жидкой и твердой фаз.
Задачи.
Литература.
Термодинамика процесса кристаллизации
Введение.
Чистые вещества.
Двойные сплавы; равновесие стабильных фаз.
Коэффициент распределения.
Влияние кривизны поверхности раздела фаз.
Влияние давления.
Двойные сплавы; метастабильное фазовое равновесие.
Состав сплава на поверхности раздела жидкой и твердой фаз.
Равновесные формы поверхности раздела фаз.
Анизотропия поверхностной энергии границы раздела жидкой и твердой фаз.
Задачи.
Литература.
Зародышеобразование и кинетические процессы на границе раздела фаз
Гомогенное зародышеобразование.
Гетерогенное зародышеобразование и получение мелкозернистой структуры.
Рост кристаллов.
Непрерывный рост.
Ступенчатый рост.
Рост при двумерном зародышеобразовании.
Рост посредством винтовых дислокаций.
Рост при помощи двойниковых плоскостей.
Морфология кристаллов.
Задачи.
Литература.
Обработка и свойства металла отливок
Гомогенизация.
Термообработка на твердый раствор.
Ковкий чугун.
Ферритный, перлитный и мартенситный чугуны.
Механические свойства литых металлов с равновесной структурой.
Свойства сплавов со столбчатой структурой.
Композиты с ориентированной структурой.
Результаты холодной и горячей обработкой металлов давлением.
Задачи.
Литература.
Приложения
Таблица интегралов ошибок.
Таблицы примерных величин теплофизических констант.
Предметный указатель