Кристална форма (част 2), блог за контрол на качеството на метала
С увеличаване на скоростта на растеж на кристалите, размерите на клетките намаляват. При интензивно отвеждане на топлината през втвърдения метал, когато скоростта на растеж на кристала е висока, не възниква клетъчна структура. Така при ниски скорости на охлаждане повърхността на кристализационния фронт е почти гладка. В средата се появява клетъчна структура, чиито елементи се раздробяват с ускорено охлаждане. При висока скорост на охлаждане вместо клетки се появяват разклонения, което показва началото на дендритна кристализация.
Ако пред фронта на кристализацията има зона на преохладена стопилка, в която е възможен ускорен растеж, се нарушава стабилността на гладките и клетъчни повърхности и се улеснява образуването на издатини. Зоната трябва да е широка, за да се осигури характерното за дендритите разклонение. В този случай концепцията за кристализационния фронт като плоска граница губи смисъла си, тъй като дендритите, нараствайки в дълбочината на течността, оставят след себе си некристализиралата част от стопилката. Дендритният растеж се улеснява чрез отстраняване на топлина.
Намаляването на температурния градиент ΔT в течността насърчава дендритната кристализация. Това също води до увеличаване на скоростта на растеж на кристалите Up. При ниско съдържание на примеси, намаляването на температурния градиент и увеличаването на скоростта на растеж може да не доведе до образуване на клетки и дендрити. Условията за преход от една форма на растеж към друга също зависят от плътността на опаковане на лицата от атоми. Тъй като кристалите са фасетирани от различни равнини, има преход между дендритните и клетъчните области: както клетките, така и дендритите се наблюдават на кристалната повърхност.
Нека разгледаме ефекта от хипотермията на примера на технически чист HC. до.метал, чиито равновесни кристали иматоктаедрична форма. Плоските на октаедъра са най-плътно опаковани и имат най-ниска повърхностна енергия. Още в ранните етапи на растеж октаедричният кристал (фиг. 1а) изхвърля шест процеса в три взаимно перпендикулярни посоки (фиг. 1b).
Разраствайки се, процесите се превръщат в клонове от първи ред (стволове) на дендрита. Едновременно с удължаването им растат перпендикулярно на тях разклонения от втори ред, върху които от своя страна растат разклонения от трети ред и т.н. Дендритът расте под формата на решетка от разклонения (фиг. 1в). В резултат на удебеляване клоните растат заедно и се образува непрекъснат кристал.