IMG46

Szybkość chłodzenia, R

Rys. 6.44. Wpływ gradientu temperatury G i szybkości krzepnięcia R na mikrostrukturę i charakter

krzepnięcia [ 16]

Wpływ gradientu temperatury G i szybkości wzrostu R na mikrostrukturę krzepnięcia stopów został przedstawiony schematycznie na rysunku 6.44. Wartości G i R decydują o mikrostrukturze powstałej podczas krzepnięcia. Stosunek G/R decyduje o sposobie krzepnięcia, natomiast parametr G ■ R określa rozmiar (dyspersję) struktury po zakrzepnięciu.

Wiedząc, że gradient temperatury w osi spoiny jest mniejszy od gradientu w linii wtopienia G_SP < G_lw i że jednocześnie R_sp » R_LW, można wykazać, że parametr chłodzenia

(G ^- R)sp^> (G • R)_lw    (6.8)

gdzie: G ■ R - parametr określający warunki chłodzenia (ma wymiar szybkości chłodzenia,

K/s).

Ponieważ parametr (G ■ R)_sp mający wymiar szybkości chłodzenia w osi spoiny jest wyższy niż w linii wtopienia, struktura w osi spoiny powinna być drobniejsza (odległości między ramionami powinny być mniejsze) niż w rejonie linii wtopienia. Na długości dendrytu odległości ramion powinny się więc zmniejszać w miarę zbliżania się do środka spoiny.

Problem ten można wyjaśnić na przykładzie pokazanym na rysunku 6.45. Widać na nim, że czas chłodzenia w zakresie temperatur krzepnięcia w osi spoiny t_s (odcinek 2,4/V_s) jest krótszy od czasu chłodzenia w rejonie linii wtopienia t_L (odcinek 1,3/V_s), a zatem jeśli parametr chłodzenia w kierunku osi rośnie, to odległości między ramionami się zmniejszają. Na rysunku 6.46 pokazano przykład dyspersji struktury w osi spoiny i w obszarze linii wtopienia. Widać wyraźnie, że w osi spoiny struktura jest znacznie drobniejsza niż w rejonie linii wtopienia.