Оглавление:
Строение слитка и аморфные сплавы
- Строение слитка и аморфные сплавы Структура стального слитка была датирована 1878 годом. К. первое дал Чернов. Структура литого слитка состоит из трех основных зон. Первая зона-это внешняя мелкозернистая кора, состоящая из мелких кристаллов-дендритов, которые не были идентифицированы в указанном направлении. Вторая область слитка-область столбчатых кристаллов. После образования самой корочки меняются условия теплоотвода, уменьшается градиент температуры, уменьшается степень переохлаждения стали.
Третья зона слитка-зона равноосных кристаллов. Кристаллы, образующиеся в процессе затвердевания металла, имеют различную форму в зависимости от скорости охлаждения, характера и количества примесей. Чаще всего в процессе кристаллизации образуются разветвленные (древовидные) кристаллы, называемые дендритами, благодаря своей форме напоминающие форму дерева. Такая форма кристаллов объясняется тем, что ядра,
образующиеся в жидком металле, растут на минимальном расстоянии между атомами. Таким образом, формируется ось первого порядка. Людмила Фирмаль
В то же время удлинение осей первого порядка по их краям, специфическая угловая дендритная структура вторичных осей, в которой третичные оси уже выросли и в конечном итоге образовали кристаллы в виде дендритов, заполняет все промежутки между ветвями дендритов, и обычно только стык дендритов в виде межзеренной формы искажается столкновением и коалесценцией частиц на более поздней стадии процесса. Дендритная структура характерна для макро-и микроструктуры литого металла (сплава). При контакте с холодной стенкой кристаллизатора образуется зона мелких равноосных кристаллов.
Поскольку объем твердого металла меньше объема жидкости, то между стенками кристаллизатора и затвердевшим металлом имеется воздушный слой, а сама стенка нагревается от контакта с металлом. В результате скорость охлаждения металла уменьшается, рост кристаллов становится направлением, которое растет к центру в направлении отвода тепла от стенок мельницы, и образуется зона столбчатых кристаллов. Это явление возникает при прорастании длинных кристаллов в толщину слитка, как бы это называется транскристаллизацией.
- Образующаяся зона замедляет теплоотдачу наружу, скорость охлаждения уменьшается, и образуется зона крупных неориентированных кристаллов. Поскольку жидкий металл содержит определенное количество растворенных газов, в объеме слитка, когда он охлаждается для металла с тенденцией к переохлаждению, вычисляют число центров кристаллизации и количество кристаллов. Размер частиц, образующихся при кристаллизации, зависит не только от количества спонтанно зародившихся центров кристаллизации, но и от количества частиц нерастворимых примесей, постоянно присутствующих в жидком металле.
Такими частицами могут быть оксиды, нитриды, сульфиды. Центром кристаллизации в металле или сплаве могут быть твердые частицы с незначительной разницей в атомном размере атомов основного металла и их кристаллической решеткой из кристаллизованного металла кристаллизация жидкого металла происходит неравномерно, стенки кристаллизатора и другие формы имеют шероховатость. Эти неровности влияют на процесс кристаллизации, увеличивая скорость кристаллизации.
Если сталь недостаточно раскислена (так называемая кипящая сталь), по всему объему слитка образуются пузырьки. Людмила Фирмаль
Если сталь достаточно раскислена(мягкая сталь), она отливается в форму с изолированной и прибыльной надстройкой. В этот момент последняя часть жидкого металла кристаллизуется. Газ будет собираться здесь. Это создает большую пустоту, называемую термоусадочной оболочкой. Вблизи усадочной оболочки металл имеет низкую плотность и становится рыхлым. Таким образом, после прокатки слитка из нержавеющей стали верхнюю (прибыльную) часть слитка (около 15-20% длины слитка) разрезают. При прокатке изменяется форма первичного кристалла литейного металла. Дендриты деформируются, вытягиваются вдоль направления потока металла и превращаются в волокна.
Соединения кристаллов имеют низкую прочность, поэтому сталь, деформированная вдоль волокон, обладает большей прочностью и вязкостью. Аморфные сплавы могут подвергаться относительно пластичному изгибу и сжатию при растяжении хрупкости. Магнитомягкие аморфные сплавы делятся на три группы. 1. Основанный на утюге (Fe81Si3 5B13 5C2) с высоким значением магнитной индукции и низкой принудительной силой. 2. На основе кобальта (Co66fe4 (МО, Си, Б)), имеет сравнительно небольшую индукцию насыщения, но высокие механические свойства, низкую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость. 3. Сплав утюг-никеля (Fe40Ni40P14B6) с средним значением магнитной индукции и более низкой принудительной силой чем сплав утюга. Магнитомягкий аморфный сплав используется в электротехнике и электронной промышленности.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
