IMG13

5.2.7. Wzrost dendrytyczny

Wzrost komórkowo-dendrytyczny jest w pewnym sensie formą przejściową między wzrostem komórkowym, który stanowi ustalony wariant wzrostu przy małym zasięgu strefy przechłodzenia stężeniowego, i swobodnym wzrostem dendrytycznym zachodzącym przy bardzo dużym zasięgu przechłodzenia stężeniowego. Swobodny wzrost dendrytyczny zachodzi w rezultacie odprowadzenia ciepła krystalizacji na zewnątrz od rosnącego w przechłodzony stop kryształu dzięki przewodnictwu cieplnemu cieczy. W wypadku bardzo dużego przechłodzenia stężeniowego (rys. 5. lód) w przechłodzonej cieczy mogą heterogenicznie zarodkować kryształy, których orientacja wzrostu jest przypadkowa. Przykład struktury dendrytycznej przedstawiono na rysunku 5.20.

Rys. 5.20. Struktura dendrytyczna: a) w środkowej części wlewka odlanego w sposób ciągły (stal 18G2A), b) heterogeniczne zarodkowanie dendrytów w osi spoiny przy powierzchni zewnętrznej stopu Al-4% Cu spawanego autogenicznie metodą GTAW

Cechy swobodnego wzrostu dendrytycznego są następujące:

1.    Cechuje go duża szybkość wzrostu, w przybliżeniu proporcjonalna do kwadratu przechłodzenia.

2.    Kształt i prędkość wzrostu poszczególnych dendrytów są niezależne od zewnętrznie narzuconych warunków cieplnych, a zależą jedynie od warunków lokalnych występujących w miejscu wzrostu dendrytu.

3.    Nie ma zależności krystalograficznych między sąsiednimi kryształami.

4.    Na drodze wzrostu dendrytycznego może krzepnąć tylko niewielki ułamek ogólnej ilości fazy ciekłej.

5.    Wzrost dendrytyczny może występować jedynie w czasie krystalizacji wlewków i dużych odlewów. W spoinie ze względu na trudności w uzyskaniu znacznego przechłodzenia jeziorka spawalniczego mamy przeważnie do czynienia ze wzrostem komórkowym lub komórkowo-dendrytycznym. Jedynie w wypadku spawania skoncentrowanymi źródłami energii (wiązka elektronów, laser) mogą zaistnieć wamnki do wzrostu dendrytycznego.