Имайте предвид, че размерът на металните зърна зависи до голяма степен своите механични свойства. Фини зърното, по-висока якост на метала, нейната твърдост, якост, пластичност, якост на умора (максимално натоварване, че даден материал може да издържи без повреда за определен брой на циклични въздействия). Шлайфане зърна намалява прага на крехкост при ниски температури.
В размера на зърната засяга температурата на нагряване, и леене на разтопен метал, неговия химичен състав и по-специално присъствието на примеси.
Спонтанното образуване на ядра на базата на колебания фаза може да се случи само в течния метал с висока чистота при високи степени на преохлаждане - хомогенна кристализация.
Техническите метали винаги голям брой различни примеси (оксиди, неметални включвания и т.н.), които улесняват образуването на ядра. Това се случва, когато:
- примес има по-висока точка на топене от основния метал,
- кристална решетка на база метални примеси и са еднакви и са приблизително същите параметри на решетката.
По-големите замърсители, по-активни центрове, златаря се получава зърното. Това се нарича хетерогенно нуклеиране.
За дребни зърна, създава изкуствени кристализационни центрове. За тази цел, разтопеният метал се въвежда специални примеси, наречени модификатори. и самия процес - модификация. Тези примеси по същество не се променят химическия състав на сплавта да причини зърно пречистване по време на кристализацията и в крайна сметка се подобрят механичните свойства.
Когато слитък леене се осъществява изменение на приложение на повече добавки в стопилката, които образуват огнеупорни съединения (карбиди, нитриди, оксиди) кристализиране първия. Постоянен под формата на фини частици служат като ядра за съединенията (I модификатори вид). Тъй като модификатор използва в модифициране стомана Al, V, Ti.
Понякога се използват разтворими добавки в течния метал (II модификатори род) селективно адсорбиране на кристални ядра, които намаляват повърхностно напрежение и пречат на растежа на кристали. За стомана, тя е редкоземни елементи (итрий, Лантанидите).
2.4. Структурата на металния слитък
Образуваните кристали по време на втвърдяването на метала, могат да имат различна форма в зависимост от скоростта на охлаждане, естеството и количеството на примесите. Най-често, образувана по време на кристализация разклонена (дървовидна) кристали, наречени дендрити.
Височина оси I-ти ред е главно в посока, перпендикулярна на равнините на максимална плътност опаковане на атомите. В същото време тези две оси се раждат и растат перпендикулярно на тях, като например клони II поръчка, от своя страна върху тях - оста на третия ред. Трябва да се има предвид, че дендритите на стоманата се състои от хиляди и милиони зрънца.
Структурата на слитък актьорски състав, съставен от три основни зони. Кристализацията започва от повърхността на студено форма и се извършва главно в първата повърхност, съседен на тънък слой от силно преохлажда течност. Поради високата степен на охлаждане това води до образуването по повърхността на блок е много тясна зона на относително малки misoriented кристали. Втората зона - удължена (колонни) дендритни кристалити (transcrystallization зона). Растежът на тези кристали е по посока на разсейване на топлината, т.е. нормална към стените на формата. Сериен растеж дендрит се появява в резултат на напредъка на вътрешността на клоновете от първи ред на стопилката и разклонението. В случай на тежки метали прегряване и бързо охлаждане зона 2 може напълно да запълни целия обем на слитъка. Третата зона - полиедринни кристали. В центъра на блок вече е определена посока на топлинна мощност. втвърдяване температура метал изравни в различни точки и "течността се изтегля като суспензия състояние, подобно на" (DK Chernov), поради образуването на неговите различни точки ембриони. Огнеупорни частици в течния метал, допринасят към зоната за развитие на малки Полиедрични кристалити.
Течният метал има по-голям обем от кристализира, така че металът пълни в калъпа по време на втвърдяване се намалява по обем, което води до образуване на кухини, наречен свиване кухини. Те могат да бъдат запълнени с газ, разтворим в течния метал, а се произвежда по време на кристализацията. В убити стомана, чугун във форма с изолиран горещо отгоре, свиване кухина е оформена в горната част на блока. Кипене стомана обвивка и съдържа мехурчета през целия обем.
Обикновено свиване кухина заобиколен от най-замърсените част от метал, в който се формира след втвърдяване и микро makropuzyri.
Когато кристализацията сплави могат да се появят разделяне на фазите. разделяне фаза се нарича неравни компоненти химичен състав и примеси в сплавта, която се образува по време на процеса на кристализация. Следните видове сегрегация:
- дендритни сегрегация е неравни компоненти химичен състав или примеси в същата дендрита;
- зонален сегрегация представлява неравности на химическия състав на компоненти и примеси в по-голямата част на блока. Първоначално кристализира относително чисти кристали от примесите се отстраняват във вътрешността на слитъка богати течни примеси. По този начин, централната част на блока има повишено количество на примеси. сплави желязо въглеродни силно сегрегиращи сяра и фосфор. Натрупването на серни съединения в някои области е изключително вредно, тъй като те водят до опасни напрежения в сила действие върху детайла, което причинява моментната недостатъчност умора. Тъй като отделните слоеве на сегрегацията на слитък фосфор обогатени те имат значително по-нисък вискозитет;
- сегрегация плътност наблюдава в случаите, когато компонентите, представляващи сплавта, имат голяма разлика в специфичните тегла, например оловна сплав - антимон. В резултат на различни плътности в бавно се охлажда Pb-Sb сплав в резултат на разделяне на фазите се обогатява в горната част на антимон на слитък. За да се предотврати сегрегацията на плътност, сплавта се охлажда бързо и понякога се добавя трети компонент под формата на първите кристализиращите разклонени дендритите предотвратяване разслояване сплав.
Свързани статии