Оглавление:
Форма кристаллов и строение слитков
- Рисунок 2.6.Схема строения дендритов： /. 2 и 3-1 следующая, 2 Следующая и 3 Следующая ось Форма кристаллов и структура ели I ков Форма и размер частиц, образующихся при кристаллизации, зависят от условий их роста, главным образом от скорости и направления отвода тепла жидкого металла, а также от содержания примесей. Рост частиц происходит по схеме дендритные (древовидные) (рисунок 2.6).
Максимальный темп роста Кристаллы наблюдаются в плоскости или направлении с наибольшей плотностью упаковки atoms. As в результате получилась длинная ветвь, называемая 1-м измерением, grows. As они растут на первичной оси, появляется и начинает расти вторичная ветвь, от которой ветвится теплая ось и так далее. Последняя кристаллизация происходит в области между дендритными осями. Дендриты растут, пока не коснутся друг друга. После этого осевое пространство полностью заполняется, и дендрит превращается в полноценный
кристалл с нерегулярными внешними гранями. Людмила Фирмаль
Такие кристаллы называются частицами или микрокристаллами. При недостатке жидкого металла, заполняющего пространство между осями (например, в открытой поверхности слитка или в сжимающейся оболочке), кристаллы сохраняют свою дендритную форму. Такие дендриты встречаются в виде D. K. It впервые Чернов обнаружил на поверхности термоусадочной оболочки 100 тонн стальных слитков по массе.
Примеси накапливаются на границах зерен в области между дендритными осями, а поры появляются за счет усадки, что затрудняет приближение жидкого металла к фронту кристаллизации. Условие отвода тепла при кристаллизации сильно влияет на форму частиц. Кристаллы растут в основном в направлении, противоположном отводу тепла. Поэтому при использовании направленных теплоотводов образуются удлиненные (столбчатые) кристаллы. Равноосные кристаллы образуются, когда тепло удаляется во всех 3 направлениях от кристалла во время роста примерно с одинаковой скоростью.
- Структура слитка зависит от многих факторов, основными из которых являются количество и характеристики примесей легирующих элементов в чистых металлах или сплавах, температура разливки, скорость охлаждения при кристаллизации, а также состав, температура, теплопроводность, состояние внутренней поверхности кристаллизатора. Рисунок 2.7 показывает макроструктурный рисунок слитков, полученных в простой вертикальной металлической форме. Типичная структура слитков сплава состоит из 3-х зон(рис. 2.7, о).Жидкий металл в основном переохлаждается при контакте со стенками холодных пресс-форм.
На поверхности слитка в зоне 1 большое переохлаждение способствует образованию мелких равноосных кристаллов. Отсутствие направленного роста кристаллов в этой зоне объясняется случайным направлением. Вот почему Столкновение кристаллов и конец их growth. In в свою очередь, ориентация кристаллов зависит от состояния поверхности формы (шероховатость, адсорбированные газы, влажность) и наличия оксидов и неметаллических включений в жидком металле. Эта область очень тонкая и не всегда видна невооруженным глазом. Затем происходит доминирующий рост кристаллов occurs. It ориентируется наиболее выгодно против теплоотвода. Это позволит сформировать
2 столбчатые кристаллические зоны, которые расположены перпендикулярно стенкам формы. Людмила Фирмаль
Наконец, в центре слитка наблюдается наименьшая гипотермия, и если направленный отвод тепла не ощущается, то образуются крупные равноосные кристаллы (зона 3). Используя различные технические приемы, можно изменить количественное соотношение зон или полностью исключить зоны из структуры слитков. Например, перегрев сплава перед литьем и быстрое охлаждение во время кристаллизации создают структуру, состоящую по существу только из столбчатых кристаллов (рис.2.7, б).Эта структура называется транскристаллом. Слитки очень чистого металла имеют схожую структуру.
Столбчатая кристаллическая зона характеризуется наибольшей плотностью, но нерастворимые примеси собираются на стыке столбчатых кристаллов, и слиток переносится в транс-Кристалл Рисунок 2.7.Схема макроструктуры слитка Структура часто трескается под давлением. Образующаяся в сварном шве Транскристаллическая структура снижает прочность. Низкая температура разливки сплава, промывка, вибрация и риформинг жидкого металла инертным газом приводят к уменьшению и исчезновению столбчатого кристаллического пояса, а также к образованию слитков со структурой, состоящей из равноосных кристаллов (рис.2.7, в).
В верхней части слитка, который окончательно затвердеет, концентрируется усадочная оболочка. Под раковиной сокращения, металл свободен и содержит много пор сокращения. Вырежьте часть слитка с усадочной оболочкой и рыхлым металлом. Состав слитков сплава неравномерен. Например, в стальных слитках концентрация вредных примесей углерода, серы и фосфора увеличивается от поверхности к центру, а также снизу вверх.
Химическая неоднородность Шипы отдельных зон слитка называются зональной сегрегацией. Опа оказывает негативное влияние на механическое properties. In настоящие слитки, помимо зон, имеют и другие виды разделения. Поэтому в результате разницы удельного веса твердой фазы и жидкой фазы, а также при кристаллизации несмешивающейся жидкой фазы образуется гравитационное разделение. К таким сплавам относятся антифрикционные сплавы олова и сурьмы (10.4) и меди и свинца (11.2). В зависимости от того, является ли твердая фаза легче или тяжелее жидкой фазы, она кристаллизуется или падает на дно отливки и кристаллизуется соответственно.
Разделение этой отливки (слитка) по удельному весу в антифрикционных сплавах не допускается. Явления (см. 10.4) и однородность структуры. Для уменьшения гравитационного разделения используются высокие скорости охлаждения отливок (слитков). used. In в космической среде гравитация очень мала, поэтому при использовании космической техники этот вид дефекта полностью устраняется.
Смотрите также:
Материаловедение — решение задач с примерами
| Получение монокристаллов | Формирование структура литых материалов |
| Аморфное состояние металлов | Несамопроизвольная кристаллизация |
