HomeСталь, сплавы › Ликвация в сплавах-смесях (с эвтектикой)

Ликвация в сплавах-смесях (с эвтектикой)

Ликвация в сплавах-смесях (с эвтектикой)С помощью правила отрезков мы установили, что концентрация жидкой фазы при затвердевании сплава изменяется по линиям ликвидуса. Так, в сплаве с 5% Sb изменение состава остающейся жидкой фазы2 (фиг. 54) происходит по линии ликвидуса от точки а до е. В результате этого после затвердевания сплава в тех местах, где жидкость отвечала составу е (13% Sb), образуются твердые участки такого же состава, но в форме эвтектической смеси, расположенные между кристаллитами свинца (нулевой концентрации по сурьме).

 

Такое явление, когда в затвердевшем сплаве получаются участки разного состава, вследствие того, что при затвердевании изменялся состав жидкости, носит название ликвации.

1 Точное определение площадей может быть произведено посредством планиметра.

2 Такую жидкость принято называть термином, взятым из теории растворов, — маточным раствором.

В нашем примере разница в составе наблюдается между первоначально выделенными кристаллитами свинца и расположенными между ними участками эвтектики. Такой вид ликвации можно назвать межкристаллической ликвацией.

 

Ее можно обнаружить обычно лишь под микроскопом (микроскопически различимый вид ликвации). Такая ликвация, очевидно, представляет нормальную структуру доэвтектических или заэвтектических сплавов, и если по всей массе сплава участки эвтектики равномерно чередуются с избыточной разой, сплав не обнаруживает дефектов в своем строении.

 

Однако такая «идеальная» структура не всегда наблюдается в подобных сплавах; иногда выделяющаяся из жидкости твердая фаза и остающаяся жидкая в период затвердевания сплава разделяются и располагаются слоями друг над другом- соответственно их удельным весам. Тогда в затвердевшем сплаве обнаруживается вид ликвации, которую называют ликвацией по удельному весу.

 

Пример образования такой ликвации может представлять тот же сплав с 5% Sb, на котором мы рассмотрели ликвацию межкристаллическую. Если в этом сплаве замедлить время охлаждения в период затвердевания (между точками а и Ь; фиг. 54), то образовавшиеся кристаллиты свинца, будучи удельно более тяжелыми, чем жидкость, в которой они возникли, не останутся в ней взвешенными, а будут осаждаться на дно тигля, в то время как жидкость будет постепенно располагаться вверху.

 

К моменту полного затвердевания, когда жидкость будет переходить в эвтектику, последняя будет сосредоточена вверху слитка, а свинец — внизу. Такую ликвацию легко обнаружить уже непосредственно глазом (макроструктурно), если сделать макрошлиф продольного сечения вс^го слитка; слои разного состава обычно бывают хорошо различимы на таком макрошлифе, иногда даже без всякого травления.

 

Понятно, что ликвация по удельному весу (которую правильнее было бы называть слоистой ликвацией) должна рассматриваться в практике как некоторый дефект сплава, поскольку при этом сплав утрачивает свои средние свойства соответственно нормальной (средней) структуре и становится как бы состоящим из двух различных сплавов.

 

Благоприятствующими условиями для образования ликвации по удельному весу являются:

1) разность удельных весов между выделяющейся твердой фазой и остающейся жидкостью;

2) медленное охлаждение в период затвердевания.

 

Само собой разумеется, что необходимым условием должно быть еще свободное возникновение в жидкости твердых выделений, могущих тонуть или всплывать в жидкости.

Такое свободное возникновение не всегда наблюдается в практике.

 

Как было указано выше, когда затвердевает слиток в изложнице, сперва растут столбчатые кристаллиты от корки слитка, которые, конечно, не могут всплывать или тонуть и образуют сплошную наружную стенку транскристаллизации (фиг. 25-26). В этом случае ликвирующая жидкость будет сосредоточиваться внутри слитка и получаемую ликвацию называют зональной.

 

В примере нашего сплава (5% Sb) эту ликвацию можно представить так, что в зоне транскристаллизации будут находиться преимущественно кристаллы свинца, а эвтектика расположится в центральной области. Очевидно, что зональная ликвация, как и по удельному весу (слоистая), является макроскопически различимой.

 

Кроме указанных трех видов ликвации (межкристаллической, по удельному весу и зональной), различают еще один вид внутрикристаллической ликвации, рассматриваемый далее.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.