ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование зерен из "Металлография железа 3 " Затвердевание начинается с образования в расплаве зародышей, которые затем растут до тесного соприкосновения друг с другом и образуют структуру, характерную для твердого металла. [c.8] Возникновение зародышей возможно лишь благодаря переохлаждению, которое сопровождает переход металла из жидкого состояния в твердое. На этот процесс влияют температура, давление и другие факторы. Зарождение бывает гомогенным, когда зародыши имеют то же происхождение, что и сталь, и гетерогенным, когда зародышами являются чужеродные твердые частички. [c.8] Зародыш, который образуется в расплаве выше температуры плавления Гпл, недолговечен. Ниже температуры Т ц зародыш стабилен, лишь в том случае, если его размер достаточно велик, т. е. если он имеет критический радиус Гс- Такой зародыш может расти и при условии постоянного отвода тепла. При температуре ниже Т критический радиус зародыша уменьшается, а вероятность возникновения зародыша увеличивается. Об этом свидетельствуют кривые Таммана (см. рис. 9). [c.8] Давление при этом также играет роль, хотя и небольшую, увеличение давления уменьшает значение критического радиуса зародыша. Чтобы использовать это свойство, жидкую массу металла подвергают вибрации трудно только передать металлу достаточную энергию [6]. [c.8] Гомогенное образование зародышей требует переохлаждения более чем на 100 град [7], и может наблюдаться при медленном охлаждении в отсутствии твердых зародышей. Для этого необходимо охлаждение в плавильной печи с гладкими остеклованными стенками [8], как при изготовлении монокристаллов. [c.8] Скорость кристаллизации зависит от химического состава, от кристаллической модификации, в которой затвердевает сталь (б или 7) и от кристаллографического направления. Так как образование кристаллов замедляется освобождением скрытой теплоты затвердевания, то кристаллизация зависит также от скорости охлаждения. Этот последний фактор очень важен. [c.9] При скоростях охлаждения, обычных в промышленности, трудно предвидеть величину зерна. Не существует единой точки зрения относительно формы и положения кривых Таммана для металлов. В частности, Зигель подчеркивает, что присадки в сталях влияют на число зародышей, а не на положение соответствующей кривой [12]. Он показал, что при значительном переохлаждении (мало зародышей) и малой скорости кристаллизации зерна в стали мельче, чем при малом переохлаждении и высокой скорости кристаллизации. [c.9] Величина зерен зависит еще и от распределения зародышей в расплаве их взаимное положение может меняться в процессе затвердевания из-за декантации зародышей с большей плотностью. Последние могут опуститься на дно изложницы и в ограниченной области дать мелкие зерна. Находящийся над ними расплав способен снова дать центры кристаллизации. [c.9] В заключение можно сказать, что размер зерна очень трудно предвидеть, так как он зависит от многочисленных трудно определяемых факторов, таких как скорость образования зародышей, скорость их роста и скорость охлаждения на поверхности раздела твердое тело — жидкость. Остальные факторы химическая неоднородность, гравитационный эффект (осаждение свободных кристаллов), эффект массы (влияние неодинаковой скорости охлаждения различных частей слитка) — еще более осложняют проблему. [c.9] Вернуться к основной статье