Кристаллизации расплавленного

Термические кривые, характеризующие процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью, даны на рис. 17. При очень медленном охлаждении степень переохлаждения невелика и процесс кристаллизации протекает при температуре, близкой к равновесной (рис. 17, кривая иг). На термической кривой при температуре кристаллизации отмечается горизонтальная площадка (остановка в падении температуры), образование которой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, несмотря на отвод тепла при охлаждении.

С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые и2, и3) и процесс кристаллизации протекает при температурах, лежащих ниже равновесной температуры кристалли

Переход сплава из жидкого состояния в твердое протекает, как и при кристаллизации чистых металлов, только при некотором переохлаждении, при котором значение разности объемной свободной энергии жидкой и твердой фаз Fofi будет больше приращения поверхностной энергии FI]OB (F,,,-, > FnoK). Процесс кристаллизации протекает в результате образования центров кристаллизации (зародышей) и последующего их роста в виде дендритных или полпогрнн-ных кристаллов.

Начиная от температуры tlt из жидкого сплава кристаллизуется твердый раствор а. Процесс кристаллизации протекает при понижающейся температуре, так как согласно правилу фаз в двухкомпо-нентной системе при наличии двух фаз (жидкой и кристаллов твердого раствора а) число степеней свободы равно единице (С = 2 -}- 1 — 2=1).

Все указанные выше сплавы при испытании на герметичность разрушаются без течи; следовательно, герметичность их обусловливается соответствующей прочностью и пластичностью. Пониженная склонность к образованию горячих трещин в отливках из указанных выше сплавов объясняется тем, что процесс кристаллизации протекает в узком температурном интервале и идет сплошным фронтом от периферийной зоны (стенок формы) к внутренним зонам стенок отливок. В этом случае между первичными кристаллами образуется сплошной слой мелкозернистой эвтектики, что препятствует образованию сквозных усадочных каналов между зернами твердого раствора. Этим также объясняется высокая герметичкость отливок. К достоинству сплавов на основе системы Al — Si следует также отнести их повышенную коррозионную стойкость. Поэтому сплавы АЛ2, АЛ4 и АЛ9 нашли широкое применение в изделиях, работающих во влажной и морской атмосферах. К недостаткам этих сплавов следует отнести повышенную газовую пористость и пониженную жаропрочность. Технология литья из этих сплавов является более сложной, чем для литья из других сплавов. Требуется применение операций модифицирования и кристаллизации под давлением в автоклавах. Особенно это относится к сплаву АЛ4.

Сплав АЛ7-4 по химическому составу отличается от сплава АЛ6 повышенным содержанием кремния и меди. Он обладает хорошими литейными свойствами и высокими механическими свойствами лишь в кокильных отливках, так как при литье в песчаные формы процесс кристаллизации протекает сравнительно медленно и частички фазы кремния имеют сравнительно грубую форму образования. Поэтому эффект термической обработки литых деталей, залитых в песчаные формы, значительно ниже, чем у деталей, отлитых в кокиль. Детали из сплава АЛ7-4 подвергают термической обработке по следующему режиму: Т5 — нагрев под закалку при 515 ± 5° С в течение 6—8 ч, охлаждение в воде с температурой 20—100° С плюс искусственное старение при 175 ±5° С в течение 6—8 ч.

продольная деформация формирующейся внутренней корочки полого слитка. Исследованиями установлено, что внутренняя корочка заготовки входит в контакт с дорном в верхней его части (на протяжении 100—150 мм от уровня жидкого металла), а затем между ними образуется зазор. Вследствие такого характера взаимодействия заготовки с дорном процесс кристаллизации протекает крайне неравномерно: интенсивное охлаждение и быстрое

В процессе быстрой кристаллизации сварочной ванны в результате резкого охлаждения возникает внутри-зеренная и особенно межзеренная ликвация. В конечный момент кристаллизации, когда жидкого металла остается мало, в нем сосредоточивается много относительно легкоплавких примесей. Ввиду того что процесс кристаллизации протекает в неравновесных условиях, содержание примесей может быть значительно большим, чем ожидается из анализа диаграмм состояния. Кристаллизация последних прослоек жидкого металла с большим содержанием легкоплавких компонентов может растянуться на относительно большой интервал температур.

Некоторые шлаки застывают в стекловидном состоянии. Расплав таких шлаков при снижении температуры застывает в высоковязком состоянии без образования кристаллической решетки. Стекловидное состояние шлака образуется тогда, когда понижение температуры расплава происходит значительно быстрее, чем это необходимо для протекания процесса кристаллизации, что связано е химико-минералогическим составом шлака. Процесс кристаллизации шлака определяется, с одной стороны, кристаллизационной способностью его, т. е. количеством центров кристаллизации Лц.к, возникающих в единице объема за единицу времени, а с другой, скоростью кристаллизации WKV, т. е. линейным р.остом кристалла в единицу времени. Если протекание функций Дц.к = /(0. ^1Ф = /(0 таково, что общие точки их имеют достаточно большие значения Кц.к и шкр, то процесс кристаллизации протекает интенсивно; в противном случае возникает стекловидное состояние {Л. 3].

В реальных условиях процесс кристаллизации протекает несколько иначе

переохлаждения невелика и процесс кристаллизации протекает при температуре, близкой к равновесной Тп (рис. 19, кривая vL). На термической кривой при температуре кристаллизации отмечается горизонтальная площадка (остановка в падении температуры), образование которой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, несмотря на отвод теплоты при охлаждении.

Литейное производство — отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок.

Жаропрочные сплавы в расплавленном состоянии являются гетерогенными жидкостями и содержат твердые неметаллические дисперсные частицы. Процесс кристаллизации расплавленного сплава существенно облегчается в присутствии в объеме жидкости твердых подложек - инициаторов зарождения твердой фазы. f

При К.с. сопротивлением соединение образуется в результате плавления, плотного сжатия деталей и кристаллизации расплавленного металла. При К.с. оплавлением детали лишь соприкасаются, но благодаря большой плотности тока в местах контакта деталей металл быстро нагревается и расплавляется. При осаживании находящийся в пластическом состоянии металл удаляется, свар-

тов различают С.с. стыковые, тавровые, нахлёсточные, угловые, с накладками и др. Участок С.с. отличается от осн. материала по хим. составу, структуре, физ. и механич. свойствам, микро- и макронапряжённости. СВАРНОЙ шов - участок сварного соединения, непосредственно связывающий свариваемые элементы; образуется в результате кристаллизации расплавленного металла либо пластической деформации (при сварке давлением) или в результате сочетания кристаллизации и деформации. По способу выполнения различают С.ш.: однопроходные, многослойные, непрерывные, прерывистые, угловые, стыковые, точечные и др.

Металл шва образуется при совместной кристаллизации расплавленного основного металла (металла изделия) и присадочного металла. Процесс расплавления металла сопровождается выгоранием некоторых легирующих элементов и реакциями с кислородом, азотом и парами воды. В результате металл шва по составу может значительно отличаться от свариваемого и присадочного металлов.

схему кристаллизации расплавленного металла и способствует диспергированию оксидов алюминия, уменьшению на 30—50 % способности сварных швов к образованию трещин.

Толщина покрытия зависит от диаметра электрода (при диаметре 5 мм толщина покрытия 0,5—0,75 мм). Для предупреждения коробления, образования трещин и для спокойной кристаллизации расплавленного металла в сварочной ванне применяют предварительный подогрев места сварки, а иногда и всей детали до температуры 250—300 °С.

Сущность процесса ЭШЛ заключается в постепенном электрошлаковом переплаве расходуемого электрода 1 (рис. 14.12) в водоохлаждаемой металлической форме 5 и последующей кристаллизации расплавленного металла в ней.

Участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации

Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

Металл шва образуется при совместной кристаллизации расплавленного основного металла (металла изделия) и присадочного металла. Процесс расплавления металла сопровождается испарением некоторых легирующих элементов и реакциями с кислородом, азотом и парами воды. В результате металл шва по составу может значительно отличаться от свариваемого и присадочного металлов.