13. HAFTA. Fiziksel Metalurji

Benzer belgeler
Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

Alüminyum Test Eğitim ve Araştırma Merkezi. Mart 2017

MALZEME BİLGİSİ. Katılaşma, Kristal Kusurları

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ

METALLERDE KATILAŞMA

Metallerde Döküm ve Katılaşma

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Döküm Prensipleri. Doç.Dr. Derya Dışpınar İstanbul Üniversitesi

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

İKİLİ ÖTEKTİK FAZ DİYAGRAMLARI

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ

SInIrsIz KatI Erİyebİlİrlİk Faz DİyagramlarI (İkİlİ İzomorfİk Sİstemler)

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

Faz ( denge) diyagramları

Alaşımınbüyümesi: 2. durum. Katıda yine difüzyonyok: D k = 0

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

ERGİTME,DÖKÜM VE KATILAŞMA

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

Malzemelerin Deformasyonu

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

MALZEME BİLGİSİ DERS 9 DR. FATİH AY.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Demir-Karbon Denge Diyagramı

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

Difüzyon (Atomsal Yayınım)

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

Demir-Karbon Denge Diyagramı

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

KATILARDA KRİSTAL YAPI. Hekzagonal a b c 90 o, 120. Tetragonal a b c 90 o. Rombohedral (Trigonal) Ortorombik a b c 90 o. Monoklinik a b c 90 o

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

Camlaşma Kabiliyeti; 2. HAFTA

1Kalori=1 gram suyun sıcaklığını +4 0 C den +5 0 C ye çıkarmak için gerekli enerjidir. 1cal = 4,18 joule

ARAŞTIRMA RAPORU. (Kod No: 2012.XXX) Uzman Cengiz Tan Tel: e-posta:

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar

Yeniden Kristalleşme

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

Kristalleşme ve Kusurlar

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Ergime ve katılaşma 2/41

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

İTÜ Elektrik Elektronik Fakültesi MAL 201 Malzeme Bilimi Ders Notları. Difüzyon (Yayınım)

Toz Metalurjik Malzemeler Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Faz dönüşümünün gelişmesi, çekirdeklenme ve büyüme olarak adlandırılan iki farklı safhada meydana gelir.

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

1.GİRİŞ Metal Şekillendirme İşlemlerindeki Değişkenler, Sınıflandırmalar ve Tanımlamalar

METALLERİN TEMEL MEKANİK ÖZELLİKLERİ Malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi: İkizlenme mekanizması

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MME 5041

ATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin

MAK 353 İMAL USULLERİ DÖKÜM (1)

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

Kristalizasyon Kinetiği

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

KAYNAK KOŞULLARI ALTINDA SERTLİK-SOĞUMA PARAMETRELERİ EĞRİLERİ-2

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Faz Diyagramları

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

ELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

Katı ve Sıvıların Isıl Genleşmesi

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

Transkript:

13. HAFTA Fiziksel Metalurji

Çekirdeklenme ile meydana gelen arayüzey serbest enerjiyi artırmasından dolayı çekirdeklenme için bir bariyer oluşturmaktadır. Homojen çekirdeklenmede daha fazla yüzey alanı olduğundan, heterojen çekirdeklenmeye göre daha fazla enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Ayrıca heterojen çekirdeklenme de yabancı partiküllerin üzerinde aynı simetride çekirdeklenmeden dolayı enerji ihtiyacı daha az olmaktadır. Bu nedenle heterojen çekirdekleşme daha kolay ve daha küçük aşırı soğumalarda meydana gelir. Yapılan incelemelerde çok saf olan metallerde bile empürite bulunmaktadır. Gerçek malzemelerde homojen çekirdeklenme meydana gelmesi nerdeyse imkansızdır. Yapılan incelemelerde tam homojen çekirdeklenmenin meydana gelmesi için hacimce 1/10 15 oranından daha düşük miktarda empürite olması gerekmektedir. Bu saflıktaki metali elde etmekte mümkün değildir.

Kristal yapılı fazların büyümesinde atom hareketlerini doğrudan incelemek mümkün olamayacağından yönlenme, yapısal ve morfolojik analizler büyüme mekanizmasının anlaşılması için incelenmektedir. En verimli inceleme yöntemi ise büyüme hızını ölçü alarak yapılan incelemelerdir. Büyüme hızı deneysel olarak 2 şekilde ölçülebilir. Biri yüksek sıcaklık mikroskobu, diğeri ise numuneden alınan örneğin aynı sıcaklık ve farklı sürelerde tutularak kesitlerinin incelenmesi sonrası ölçülen boyutların zamana bağlı olarak çizimi ile yapılmaktadır.

BÜYÜME Çekirdeklenmeden sonra büyümenin devam edebilmesi için kristale yeni atomların katılması gerekir. Bu proses sırasında katı-sıvı arayüzeyi atomsal düzeyde belirli bir yapıya sahiptir. Düzlemli kristallerde doğal olarak kaba olan yüksek indisli yüzeyler gelen atomları kolayca kabul ederler. Sonuçta bu düzlemler kaybolur ve kristal daha yavaş büyüyen düşük indisli yüzeylerle çevrilir. (şekil a) Düzlemsiz bir kristalin katılaşması sırasında ise (şekil b), sıvıdaki atomlar yüzeyin herhangi bir noktasına kolayca yerleşirler. Kristal şekli ısı ve çözünen atom yayınma alanlarının şekline bağlı olarak belirlenir. Ancak, arayüzey enerjisi gibi bazı özelliklerdeki az miktardaki anizotropi belirli kristalografik doğrultularda dendirit kollarının büyümesini sağlar.

Bir kristalin büyüme hızı sıvıdaki atomların büyüyen arayüzeye katılma ve ayrılma hızları arasındaki net farka bağlıdır. Atomların katılaşma hızı sıvıdaki yayınma hızına bağlıdır. Atomların ayrılma hızı ise atomu yüzeye bağlayan en yakın komşu atomların sayısına (koordinasyon sayısına) bağlıdır En yakın komşu atomların sayısı söz konusu kristal yüzeyinin atomsal düzeydeki kabalık derecesine bağlıdır. Atomsal kabalık (pürüzlülük) derecesi, yüzeydeki doymamış atomsal bağların sayısı ile ifade edilir. Normal prosedür aşırı soğumanın ( T) bir fonksiyonu olarak arayüzey hareketinin ortalama hızını hesaplamak ve mekanizmasını belirlemek içindir. Arayüzey büyümesi üçe ayrılır. a) Normal büyüme b) Yüzey çekirdeklenmesi ile büyüme c) Hata yoluyla büyüme

a) Normal büyüme : Katı-sıvı arayüzeyindeki göç tercihli yüksek açılı tane sınırlarının göçüne benzerdir. Bir atomun katı-sıvı arayüzeyinde serbest enerji değişimi, atomların sıvıdan katıya nakledilmeleri için gerekli aktivasyon enerjisini verir. Aktivasyon enerjisi engeli sıvı fazdaki yayınmaya benzer ve o zaman katılaşma için itici güç: G= (Lm/Tm). T olarak verilir. Burada Lm ergime gizli ısısı, T arayüzeydeki aşırı soğumadır. O halde büyüme hızı; തR k. T olarak gösterilebilir. Burada k sınır hareketliliği özelliğidir ve sabittir. Normal büyüme için, büyüme hızı oldukça yüksek olabilir. k sabiti çoğu metaller için 1 cm.sn -1.K -1 olarak hesaplanmıştır. İşlem 10-3 10-2 10-2

b) Yana doğru büyüme Bu büyüme modelinde kristal arayüzeyi düz yani düzlemseldir ve büyüme homojen çekirdekleşme ile ilerler. Disk şeklinde çekirdeklerden oluşan yani tabakalar tam bir tabaka oluşturana dek yan yana büyür. Yüzeye paralel Yana doğru büyümede büyüme hızı; തR = k.exp(-b/ T) olarak verilir. Burada k ve b sabitlerdir. Teoriye göre düşük aşırı soğumalarda büyüme hızı düşüktür. Yüzeye dik

c) Hata yoluyla büyüme Burada büyüme hızı aşırı soğuma ilişkisi formülde verilmiştir. Özellikle dislokasyon ve ikiz hataları üzerinde büyüme görülür. Seramiklerde bu tür büyüme fazlaca gözlenmiştir. തR = k. T 2 Seramiklerde α (büyüme entropisi) > 2 dir. (metallerde 2 den az) Büyüme büyük ölçüde metal ametal veya seramik malzemenin dönüşüm entropisine bağlıdır. Eğer dönüşüm entropisi (sıvı katı ) 2 den azsa büyüme kolaydır. Eğer 2 den yüksekse büyüme zordur. Hata yardımı gerekir. Metallerde α (büyüme entropisi) 2 den azdır ve normal büyüme görülür. Hatalar yardımıyla ve tekrarlı çekirdeklenme yardımıyla büyüme görülür.

SiC kristalinde büyümüş bir spiral

Tek fazlı alaşımların yapısı yapısal aşırı soğuma önlenemediği müddetçe dendritiktir. Kristal dallanmış şekilde büyür. Dallardaki açısal ilişkiler genellikle 90 dir. Yapısal aşırı soğuma normal ingot ve dökümlerde önlenemediğinden hemen hemen bütün alaşımlar bu yapıda oluşur. Dendritik katılaşmayı anlamak neredeyse malzeme yapı ve özelliğini anlamakla aynıdır. Bir saf metalin katılaşma şartlarını belirleyebilmek için kalıba dökülmüş, Tm ergime sıcaklığına sahip bir metalin soğumasını göz önüne alalım. Hücresel yapının büyüme hızı arttırılırsa kristalografik etki ağır basmakta ve hücre büyüme yönü tercihli kristalografik büyüme yönüne (örneği kübik metallerde yönü) doğru sapar. Aynı zamanda hücre yapısı bozularak dendritik yapı oluşumu başlar.

KATILAŞMA Büyüme hızı : R, katılaşmada büyüme hızını verir. Birimi cm/sn, cm/saat olarak verilir Sıcaklık gradyanı : G, döküm sırasında sıvı ile büyüme yönündeki arayüzey arasındaki sıcaklık değişimidir. Birimi C/sn, K/sn olabilir. Difüzyon : D, atomların yayınımıdır ve cm/sn birimindedir. D değeri yüksek ise, O kadar çok atom yayınır. D değeri küçük ise, yayınım azdır. Sıvıların hemen hemen tamamında difüzyon katsayısı D = 5x10-5 cm 2 /sn dir. Katılarda ise bu değer D 10-8 Cm 2 /sn dir. Dengesel dağılım katsayısı : k0, tek fazlı alaşımların katılaşmasında, herhangi bir sıcaklıkta katılaşmakta olan sıvının kompozisyonu CL, teşekkül eden katının kompozisyonu da CS ise; kompozisyonu C0 olan bir sıvı katılaştığında katının kompozisyonu C0.k0 dır. Dağılım katsayısı a) k0<1 ve b) k0>1 olması durumu Yapısal Aşırı Soğuma: Büyüyen kristal önündeki bileşimden dolayı oluşan aşırı soğumaya denir.

Saf Metalin Katılaşması Bir saf metal dökümünün katılaşmasını çekirdekleşme teorisinin ışığı altında incelediğimizde; sıvı metal kalıba dökülür dökülmez, metalden soğuk kalıba bir ısı akışı meydana gelecektir. Kalıp cidarındaki metal sıcaklığı düşecek ve bu düşüş, yabancı cisimlerin veya kalıp cidarındaki girinti çıkıntıların kristalleşmeyi başlatması için yeterli aşırı soğumaya erişinceye kadar devam eder. Bu sırada kalıp cidarında gelişigüzel yönlenmiş küçük kristaller teşekkül eder ve burada açığa çıkan ergime gizli ısısı, dökümün iç bölgesindeki sıvının katılaşmasını önler. Oluşan bu küçük kristallerden itibaren kristal büyümesi ancak tercihli yönlerde olmaktadır. Dolayısı ile uygun yönlenmiş olanalar kalıp cidarına dik yönde büyürler. Diğerlerinin büyümesi ise çok az olup çil kristallerini oluştururlar. Büyümedeki tercihli yönler aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Bir saf metalin katılaşma şartlarını belirleyebilmek için kalıba dökülmüş, Tm ergime sıcaklığına sahip bir metalin soğumasını göz önüne alırsa, metal t0 anında ani olarak döküldüğünde önemli bir termal gradyan yoktur. Daha sonra kalıp-metal arayüzeyindeki ısı transferi dolayısıyla, metal banyosunda bir termal gradyen oluşur. Arayüzeydeki sıcaklık Tm nin altına iner ve bu az miktardaki ağırı soğuma kristalleşmenin heterojen çekirdekleşme ile başlamasını sağlar(t1 anı). Kristallerden itibaren kalıp yüzeyine dik yönde büyüme gerçekleşecek, ince kristalli bir kabuk ve kolonsal kristaller şeklinde bir yapı meydana gelecektir. Katı-sıvı arayüzeyi ise düz bir alan halinde ilerler.

Saf metallerin büyümesinde arayüzeyin ilerlemesi için aşırı soğumaya gerek vardır. Arayüzeyin Tm sıcaklığının biraz altında olması gerekmektedir. İşte bu olaya kinetik aşırı soğuma denilir. Kinetik aşırı soğumanın metallerde 0.01 K olduğu söylenmektedir. G S katının sıcaklık gradyanı ve G L sıvının sıcaklık gradyanı ise; şekilde her iki sıcaklık gradyanı da pozitiftir. Bu durumda : Bölgesel olarak elde edilen sıcaklık Tm büyüktür. Bu durumda da tekrar ergime olayı görülür. O halde, ilk arayüzey, kararsız arayüzey ve kararlı arayüzey olmak üzere 3 tip arayüzeyle karşılaşılır. Bu durumdan daha farklı bir durum da ise, T böl < Tm olduğundan dendrit oluşmaya başlayacaktır.

TEK FAZLI METAL VE ALAŞIMLARDA KATILAŞMA Alaşımların katılaşması, prensip olarak saf metalin katılaşmasından üç şekilde ayrılık gösterir. 1. Genellikle alaşımların katılaşması bir sıcaklık aralığında meydana gelir. 2. Sıvıdan ilk ayrılan katının bileşimi, geri kalan sıvının bileşiminden farklıdır. 3. Sıvıdan katılaşan fazlar birden fazla olabilir. Alaşımlar ise başlıca üç grupta toplanabilirler. 1. Katı eriyik alaşımları 2. Ötektik alaşımlar 3. Peritektik alaşımlar Katı eriyik alaşımları A ya B ilave edildikçe A nın ergime noktası düşmektedir

Co bileşimindeki alaşım göz önüne alındığında, bu alaşım tek bir sıcaklıkta değil, fakat bir sıcaklık aralığında katılaşır. Katılaşan fazın bileşimi ana sıvınınkinden farklı olup, A nın ergime sıcaklığının daha yüksek oluşu nedeni ile A ca zengindir. A atomlarının oluşturduğu kristal yapısı içinde B atomları dağılarak katı eriyik oluştururlar. Bu açıklamalara dayanarak, yukarda belirtilen olayların alaşımların katılaşma mekanizmasını nasıl etkilediğini görelim. Homojen ve Co bileşimli ergimiş metalden hareket edildiğinde, ilk katılaşan kristaller CK bileşiminde olacaklardır. Katılaşma oldukça hızlıysa veya difüzyona yeter zaman kalıyorsa, katı-sıvı ara yüzeyindeki sıvının, ara yüzeye uzak sıvıdan B ce daha zengin olduğu kabul edilebilir. Saf metalin katılaşmasında olduğu gibi, kalıbın ani olarak doldurulduğu kabul edildiğinde, başlangıçta (t=0 anında) herhangi bir termal gradyan meydana gelmez

Co bileşimindeki alaşımın liküdüs sıcaklığı (TL) olduğuna göre, daha önce belirtildiği gibi, kristalleşmenin başladığı t1 anında, yüzeyde bir aşırı soğuma mevcuttur. t2 anında ise, (önemli miktarda katı sıvıdan ayrıldıktan sonra) katı fazı çevreleyen sıvının, ergime derecesi düşük B ce zenginleşmesi sonucu, katı sıvı ara yüzeyinde sıvının katılaşmaya başlama noktası TL nin çok altına inmektedir. Dolayısıyla sıvının katılaşma sıcaklığı, bu noktadan itibaren içeriye doğru mesafe ile bir değişim göstermektedir. Ara yüzeyden oldukça uzakta katılaşma sıcaklığı yine (T L ) olmaktadır. (difüzyon dikkate alınmadan); Sonuç olarak % B yine Co bileşimine gelmektedir. Kalıp içindeki gerçek sıcaklık gradyanı ile liküdüs değişimi (kesikli çizgi) arasında belirli bir fark olduğu şekilde görülmektedir. Bu durumdaki sıvı yapısal aşırı soğumuş adını alır.

Yapısal Aşırı Soğuma Sıvı katı ara yüzey önünde oluşan çözünen zengin tabakanın oluşturduğu soğumaya yapısal aşırı soğuma denir. Doğaldır ki arayüzey önündeki bileşim Co/ko dır ve bu bileşim B ce çok zengin olduğundan denge likidüs sıcaklığı arayüzeyin hemen önündeki sıcaklıktan çok yüksektir. Likidüs sıcaklıklarındaki bu fark arayüzey önünde aşırı soğuma oluşturur. Yapısal aşırı soğumanın etkinliği aşağıdaki faktörlerle artar: 1) Düşük sıvı sıcaklık granyanı 2) Yüksek büyüme hızı 3) Dik likidüs sıcaklığı 4) Yüksek alaşım oranı 5) Sıvıda düşük difüzyon katsayısı 6) k0 ın çok küçük olması m:likidüs eğimi, R: Büyüme hızı, Co: Alaşımın bileşimi, D: Difüzyon katsayısı ko: Dengesel taksim oranı

Aluminyum metalinin dökümünde katılaşma kenardan başlar. Sıcaklık granyanı (G) = (900 660)/1 G1 = 240 C/cm dir. Eğer 700 C de dökülürse G2 = 40 C/cm olur. Metal kalıpta ısı transferi daha yüksektir. Isı iletimi fazla olduğundan R büyük olur. R MetalKalıp >>R KumKalıp. Yapısal aşırı soğuma G 1 düşük olduğunda olur. Yapısal aşırı soğuma genellikle istenmez. G düşük ve R yüksekse yine yapısal aşırı soğuma vardır. C o > % 0.2 olan alaşımlarda yapısal aşırı soğuma genellikle mevcuttur.

Yapısal aşırı soğumanın kristalleşme üzerindeki etkisi, aşırı soğumanın derecesine göre üç şekilde olmaktadır. 1. Aşırı soğuma miktarı az ise katı-sıvı ara yüzeyinde bazı bölgeler aşırı soğumuş bölgeye doğru, çıkıntılar meydana getirdiğinde bu çıkıntılar, komşu bölgelere nazaran, çok daha çabuk büyürler. Bunun sebebi şöyle açıklanabilir: Tercihli yönleme sonucu meydana gelen çıkıntıların aşırı soğumuş bölgede büyüme şansları daha fazladır. Çıkıntılar çevrelerin B yi kusarlar. B nin ergime derecesinin düşük oluşu nedeniyle bu olay komşu bölgenin katılaşmasını gerektirir. Sonuç olarak katılaşan yapı kolonsal kristaller halinde olacaktır. 2. Aşırı soğuma derecesinin biraz daha fazla oluşu ile bu çıkıntılar kenarlara kollar vererek dendritik bir yapı meydana getirirler. Kolonsal kristallerin çevresine dallar halinde uzanışı, aşırı soğumanın doğurduğu dengesizlik sonucudur. 3. Son olarak maksimum aşırı soğuma da (T sıvı -T gerçek ) farkı bağımsız kristalleşmeye yetecek seviyede büyük olabilir. Bu durumda, merkez çizgisi civarında eş eksenli ve gelişi güzel yönlenmiş kristaller meydana gelecektir. yapısal aşırı soğuma derecesinin makro yapıya olan etkisi yapısal aşırı soğuma derecesinin arayüzeye olan etkisi