Нарисуйте строение литого кристаллического слитка. Опишите влияние реальной среды на форму кристаллов - Основы материаловедения
Впервые описание стального слитка дано в 1878 году Д. К. Черновым. Основные характерные черты в строении литого металла были отмечены тогда Черновым, хотя многочисленные последующие исследования вскрыли много новых деталей, все же основные принципы остались прежними.
Рисунок 1. Схема строения слитка: 1 - зона мелких кристаллов, 2 - зона столбчатых кристаллов, 3 - зона крупных равноосных кристаллов
Итак, структура литого слитка состоит из трех основных зон. Первая зона - наружная мелкозернистая корка, состоящая из дезориентированных мелких кристаллов - дендритов. При первом соприкосновении со стенками изложницы в тонком прилегающем слое жидкого металла возникает резкий градиент температур и явление переохлаждения, ведущее к образованию большого количества центров кристаллизации. В результате корка получает мелкозернистое строение.
Вторая зона слитка - зона столбчатых кристаллов. После образования самой корки условия теплоотвода меняются (из-за повышения температуры стенки изложницы, уменьшения теплообмена, т. к. появилось еще две границы раздела твердое - жидкое и твердое - стенка изложницы и др. причины), градиент температур в прилегающем слое жидкого металла резко уменьшается и, следовательно, уменьшается степень переохлаждения. В результате из небольшого числа центров кристаллизации начинают расти нормально ориентированные к поверхности корки столбчатые кристаллы (в сторону отвода тепла).
Третья зона слитка - зона равноосных кристаллов. В центре слитка уже нет определенной направленности отдачи тепла. Поэтому температура выравнивается и кристаллы растут по различным направлениям, встречаясь друг с другом. В результате этого образуется равноосная структура.
Кристаллизация, приводящая к стыку зон столбчатых кристаллов, носит название транскристаллизации. Степень развития столбчатых кристаллов будет варьироваться главным образом в зависимости от химического состава металла, степени его перегрева, от размера слитка, скорости разливки, формы изложницы и толщины, а также температуры ее стенок. Это будет влиять на скорость теплоотвода и образование больших или меньших градиентов температур внутри объема стали.
Жидкий металл имеет больший объем, чем закристаллизовавшийся, поэтому залитый в форму металл в процессе кристаллизации сокращается в объеме, что приводит к образованию пустот, называемых усадочными раковинами. Усадочные раковины могут быть либо сконцентрированы в одном месте, либо рассеяны по всему объему слитка или по его части. Поэтому, чтобы отлитое изделие не содержало в себе такого дефекта, как усадочная раковина, прибегают к такому технологическому приему, как изготовление теплой головы - увеличение объема формы, где бы и сконцентрировалась усадочная раковина. В то время как изделие будет без пор.
В реальных условиях кристаллизации степень переохлаждения может играть второстепенную роль, т. к. возникает множество других факторов, влияющих на данный процесс.
При кристаллизации из жидкого состояния для скорости течения процесса и для формы образующихся кристаллов первостепенное значение приобретают такие факторы, как скорость и направление отвода тепла, наличие нерастворившихся частиц, которые могут служить готовыми центрами кристаллизации, наличие конвекционных токов жидкости и т. д. например, в направлении отвода тепла кристалл растет быстрее, чем в другом направлении.
Если на боковой поверхности растущего кристалла (по каким-то причинам) возникает бугорок (изменился ток горячей жидкости, прилипла нерастворенная частица), то кристалл приобретает способность расти в боковом направлении. В результате образуется древовидный кристалл, так называемый дендрит, схематическая структура которого впервые была показана и описана Д. К. Черновым. В усадочной раковине 100-т стального слитка один из учеников Чернова нашел дендрит длиной 39 см. До сих пор во всех учебниках по металловедению или материаловедению данный дендрит показывают и называют как "кристалл Чернова".
Похожие статьи
-
Частицы примеси имеют ту же решетку с металлом, что дает когерентность роста. Чем больше примесей, тем больше зерен и меньше их размер. Такой рост...
-
Где Q1 - количество тепла отводимого от перегретого металла. В кристаллизаторе этот перегрев снимается. Q2 - количество тепла выделяющегося при...
-
Влияние состава и структуры на горячеломкость при литье сплавов Влияние формы и размеров зерен на горячеломкость Измельчение зерна - это один из хорошо...
-
Физико-химические основы переработки пластмасс - Изготовление деталей из пластмасс
В основе процессов переработки пластмасс находятся физические и физико-химические процессы структурообразования и формования: 1) нагревание, плавление,...
-
Примеси оказывают разнообразное и часто очень сильное действие на горячеломкость. Роль примесей неоднократно обсуждалась применительно к самым разным...
-
Техническое задание на разработку штанцевальной оснастки Техническое задание на изготовление штанцформы включает в себя следующие данные: Необходимо...
-
Исследование зависимости горячеломкости от состава в количественной форме впервые было выполнено Вэрэ на примере системы Al - Si. По его данным, при...
-
1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия Рисунок 1 - Кривая нагревания алюминия Фаза б - первичный твердый раствор,...
-
1. точечные: - вакансии (дефекты Шоттки), т. е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют - Межузельные атомы (дефекты Френкеля) образуются в результате...
-
Введение - Исследование горячеломкости литейных сплавов на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu
Развитие современной науки и техники показало, что важной составляющей технологического производства являются качественные показатели получаемой...
-
Сборка литейной формы Включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль...
-
Первый путь снижения горячеломкости - выбор оптимального состава по основным компонентам при разработке новых и улучшении существующих сплавов. Выбирая...
-
Выбор положения отливки в форме - Проблема повышения качества отливок
При получении отливок в стационарных формах под действием силы тяжести в нижней части отливки металл получается более плотным, а в верхней части...
-
Разбиение контура на отдельные ножи Для изготовления штанцформы необходимо использовать набор режущих и биговальных ножей. Для этого сложный контур...
-
В данном курсовом проекте была разработана штанцевальная форма для изготовления упаковки №0472 на основе каталога FEFCO. В ходе работы над проектом были...
-
Величина рабочего давления зависит от вырубаемого картона (плотность, толщина), степени износа ножей, качества приправки. Оценочный расчет позволяет...
-
Эжекторные материалы наклеиваются вокруг режущих ножей. Эжекторный материал выполняет в процессе штанцевания следующие функции: - выравнивание листа...
-
Кратность раств-ля к сырью. Разбавление сырья маловязким растворителем вызывает снижение вязкости кристалл-го раствора и положительно влияет на структуры...
-
При написании данной обзорной главы выпускной квалификационной работы использовались такие источники информации, как "Хронология важнейших событий в...
-
Свойства титана Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации. Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства,...
-
Новые технологии производства и обработки стали - Новые технологии производства чугуна и стали
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Сущность метода и область применения Сущность состоит в том, что жидким металлом принудительно заполняют металлическую пресс-форму под давлением, которое...
-
ТЕПЛОВАЯ РАБОТА ВАГРАНКИ - Разработка проекта коксовой вагранки
Решающее значение для получения из вагранки горячего металла имеет процесс теплообмена. Тепло, образовавшееся в результате сгорания топлива, должно быть...
-
Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВ Цель работы - провести анализ условий работы заданного изделия, выбор...
-
Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы и эвтектику (рис. 39 и 40). Между линиями ликвидус и солидус в равновесии находятся...
-
Получение элементарной серы по методу Клауса - Направление совершенствования химических производств
Процесс Клауса осуществляется в две стадии: 1) стадия термического окисления сероводорода до диоксида серы H2S+3/2O2-SO2+H2O+(0,53-0,57) МДж/моль; 2)...
-
Технология непрерывной разливки стали состоит в том, что жидкий металл непрерывно заливается в верхнюю часть водоохлаждаемой формы -- кристаллизатор,...
-
Физическое тепло стали Физическое тепло стали Q1 можно определить по уравнению , Где MСт - вес жидкой стали перед раскислением, кг; С - теплоемкость...
-
Современное металлургическое производство представляет собой комплекс различных производств, базирующихся на месторождениях руд и коксующихся углей,...
-
Основы современной технологии стекла. - История стекла
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А) подготовки сырых материалов; Б)...
-
Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах - Способы изготовления отливок
Для изготовления отливок служит литейная форма, которая представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой...
-
Технологичность конструкций литых деталей - Технология конструкционных материалов
Конструкция литой детали должна обеспечивать высокий уровень механических и эксплуатационных характеристик при заданной массе, конфигурации, точности...
-
Получение сульфата аммония основано на поглощении аммиака из коксового газа раствором серной кислоты и протекании реакции нейтрализации....
-
Как правило, в общем случае РПМ - это композит, состоящий из проводящего наполнителя и диэлектрической матрицы. Проводник при этом находится в...
-
Определение теплофизических характеристик наполненных полимерных пленок очень важно с практической точки зрения. Предполагаемой областью применения...
-
Песчаная литейная форма для получения отливки
1. Выбор способа получения заготовки Материал заготовки: Чугун Марка материала: СЧ 20 Предел прочности при растяжении, МПа 200 Твердость по Бринеллю HB,...
-
Взаимодействие струи окислителя с расплавами представляет собой первичное и определяющее звено в сложном комплексе взаимосвязанных явлений, протекающих в...
-
Полиэтилентерефталат является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты (OH)-(CO)-C6H4-(CO)-(OH) и моноэтиленгликоля (OH)-C2H4-(OH). В процессе...
-
Вывод - Исследование горячеломкости литейных сплавов на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu
В данной работе была изучена проблема исследования горячеломкости сплавов систем Al - Si, Al - Cu, Al - Si - Cu. В частности, было исследовано влияние...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
Нарисуйте строение литого кристаллического слитка. Опишите влияние реальной среды на форму кристаллов - Основы материаловедения