Строение металлического слитка.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Строение металлического слитка.



Кристалли­зация начинается от стенок формы. В направлении отвода те­пла, т. е. перпендикулярно к стенке формы, кристалл растет бы­стрее, чем в других направлениях. При этом образуются оси пер­вого порядка. Одновременно на их ребрах происходит зарождение и рост перпендикулярных им осей второго порядка, затем третье­го и т. д. В результате образуется разветвленный древовидный кристалл, называемый дендритом.

При затвердевании имеет место изби­рательная кристаллизация, т. е. в первую очередь затвердевает более чистый металл, а границы зерен более обогащены приме­сями, понижающими температуру плавления. Неоднородность химического состава в пределах дендрита называется дендритной, ликвацией. В большей степени, чем дру­гие элементы, ликвации подвержены углерод, сера, фосфор. Зерна (дендриты), образующиеся в стальном слитке, могут иметь различную форму, размеры и ориентировку. Схема строения слитка спокойной ста­ли приведена на рис.2.3. Структура сли­тка состоит из трех зон: наружной мелкозернистой зоны I, зоны столбчатых кристаллов II и зоны рав­ноосных кристаллов III. Наружная мелкозер­нистая зона состоит из не­ориентированных в прост­ранстве мелких кристаллов. Ее образование обусловлено резким перепадом температур: жид­кий металл - холодные стенки формы. Металл в этой зоне сильно переохлаждается, в нем образуется большое число центров кристаллизации, и он приобретает мелкозернистое строение. После образования корковой зоны условия теплоотвода меня­ются, температурный градиент в прилегающем слое жидкого ме­талла падает и снижается степень переохлаждения. В результате из сравнительно небольшого числа центров кристаллизации в направ­лении отвода тепла, т. е, перпендикулярно к стенке изложницы, начинают расти столбчатые кристаллы, образующие вторую зону. Развитие их в стороны сдерживается соседними дендритами.

Третья зона — зона равноосных кристаллов. В центре слитка нет определенной направленности отвода тепла. Здесь зародыша­ми обычно являются различные мелкие твердые частицы, оттес­ненные при кристаллизации к центру слитка.

Относительное распределение в объеме слитка столбчатой и равноосной зон очень важно. В зоне столбчатых кристаллов ме­талл более плотный, но в местах их стыка он имеет малую проч­ность. Кристаллизация, при которой зоны столбчатых кристаллов стыкуются, называется транскристаллизацией. Для цветных металлов транскристаллизация полезна, так как металл становится плотнее и при его высокой пластичности тре­щины при деформации не образуются. Транскристаллизация ста­ли нежелательна, так как на стыке двух кристаллов при дефор­мации могут образоваться трещины ( за исключением стали, подвергнутой электрошлаковому переплаву).

Основными дефектами слитка являются усадочная раковина, пористость и ликвация. Усадочная пористость обычно образуется вблизи усадочной раковины и по оси слитка. Образование усадоч­ной раковины и усадочной пористости обусловлено тем, что все металлы, кроме висмута, имеют в твердом состоянии меньший удельный объем, чем в жидком.

Полиморфные превращения.

В зависимости от температуры многие металлы могут существовать в разных кристаллических формах, или модификациях так как в определенном температурном интервале будет существоватьтот тип кристаллической структуры, который обладает меньшей свободной энергией. Переход чистого металла из одной модификации в другую в условиях равновесия протекает при постоянной температуре исопровождается выделением тепла при охлаждении и поглощением при нагреве. Так же как и при кристаллизации из жидкой фазы ( первичной кристаллизации) имеет место переохлаждение или перенагрев относительно равновесной температуры, чтобы возникла разность свободной энергии между образующейся и исходной модификацией. Полиморфное превращение может протекать по диффузионному и бездиффузионному ( мартенситному ) механизму. В результате полиморфного превращения образуются новые зерна, имеющие другую форму и размеры, поэтому превращение также называют перекристаллизацией ( или вторичной кристаллизацией) . Это используют для измельчения крупного зерна, полученного при  первичной кристаллизации или предварительном нагреве до высоких температур. Полиморфные модификации принято обозначать буквами  по мере повышения температуры. Например, Ti ↔ Ti ; Со ↔Со ; и др.Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением свойств металлов или сплавов: удельного объема, теплопроводности, теплоемкости, электропроводности, магнитных, механических и др. свойств.



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.204.180.223 (0.004 с.)