Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Chladnutí a ohřev čistých kovů OB21-OP-STROJ-STE-TRE-M-1-003 Metalografie Chladnutí a ohřev čistých kovů OB21-OP-STROJ-STE-TRE-M-1-003

Chladnutí a ohřev čistých kovů (nepolymorfních) Sledujeme chladnutí roztaveného čistého kovu nepolymorfního tak, že během jeho ochlazování měříme teplotu a čas, teplotu pak vynášíme jako funkci času v pravoúhlé soustavě souřadnic, získáme tak křivku chladnutí, při chladnutí kovu teplota nejprve klesá (křivka I-II), v okamžiku vzniku prvních krystalů se pokles teploty zastaví a během celé krystalizace se v důsledku uvolňování krystalizačního tepla teplota nemění, vlastní krystalizace se na křivce projeví vodorovným úsekem (a - b) – tzv. prodleva. po ztuhnutí kovu teplota kovu dále klesá (III).

Chladnutí a ohřev čistých kovů (polymorfních) U těchto kovů má křivka chladnutí a ohřevu jiný průběh, než u kovů nepolymorfních, objevují se zde další prodlevy, při přechodu ze skupenství kapalného do tuhého, jedna nebo více prodlev ve stavu tuhém, prodleva je způsobena uvolňováním skupenského tepla, nebo změnou uvnitř materiálu, dochází k překrystalizaci, přeměna probíhá tvořením zárodků nové fáze a jejich růstem, původní krystaly se přeměňují v krystaly s jinou mřížkou a tedy jinými fyzikálními i chemickými vlastnostmi (měrný objem, elektrická vodivost, mechanické vlastnosti aj.), u jednoho polymorfního kovu může existovat i několik alotropických modifikací, ve všech modifikacích to bude týž čistý kov, ale s různými mřížkami,

Chladnutí a ohřev čistých kovů (polymorfních) každá modifikace však může existovat jen v určitém teplotním rozmezí, stav, v němž se vyskytuje volně ochlazený kov (krystaly α), je stav stabilní, ostatní modifikace jsou metastabilní, z technicky důležitých kovů jsou polymorfní např. železo, kobalt, mangan, titan, cín.

Schéma průběhu krystalizace Na průběh krystalizace a výslednou strukturu ztuhlé látky má vliv: rychlost tvoření zárodků, rychlost růstu krystalů Jednotlivé obrázky ukazují vznik zárodků a růst krystalů až do úplného ztuhnutí taveniny. Množství taveniny se postupně zmenšuje.

Chladnutí čistého Fe (polymorfní kov)

Polymorfie železa Až do teploty 911 °C je stabilní modifikace α, která má strukturu krychlovou, prostorově středěnou, za teploty 911 °C se mění krystalová struktura α v γ , zůstává krychlová, ale plošně středěná, za teploty 1 392 °C vzniká opět struktura α, při teplotě 760 °C ztrácí železo své feromagnetické vlastnosti, nad teplotou 760°C je Fe vždy paramagnetické (nemagnetické), paramagnetickou modifikací železa α, existující v rozmezí teplot 760 °C do 911 °C, označujeme někdy jako železo δ, změna magnetických vlastností se projevuje na křivce chladnutí malou prodlevou, teplotu 760°C označujeme jako Curieho bod.

Polymorfie železa

Opakování Vysvětlete pojem polymorfie. Jak nazýváme síly, které působí mezi atomy a molekulami. Jaký technický význam má periodická soustava prvků_? Čím je charakterizována kovalentní vazba_? Jaký je praktický význam mřížkových poruch_? Uveďte příklady soustavy o dvou složkách. Které vlastnosti charakterizují kov_? Co jsou to slitiny a jaký je jejich význam v praxi_? Popište, jak vznikají slitiny.

Použitá literatura Josef Dillinger a kolektiv, Moderní strojírenství,. Doleček, J., Holoubek, Z. Strojnictví I, II. pro SOU. 1. vyd. (nebo pozdější) Praha : SNTL, 1988. Rudolf Kříž, Pavel Vávra, Strojírenská příručka, Scientia, spol. s r.o., Praha 1998, ISBN 80-7183-054-2 Dorazil, Eduard. Nauka o materiálu I. Brno: VUT, 1979. Kubíček, Ladislav. Krystalizace kovů a slitin, Praha: VŠCHT, 1991. ISBN 80-7080-130-1.