IMG8 129 (2)

128

129

Ciekły metal stykając się z chłodniejszymi ścianami wlewnicy (rys. 6.19) w stosun-cienkiej warstwie zewnętrznej, dzięki dużemu przechłodzeniu, bardzo szybko

k o«'o

6. Krystalizacja z fazy ciekłej

Rys. 6.18. Struktura komórkowa (schemat): a) bruzda na granicy ziarn, b) bruzda poza gra nic,

zależy od tego, czy pokrywają się one z granicami ziarn (rys. 6.18a), co prze*,, występuje podczas krystalizacji, czy też nie (rys. 6.18b) - co występuje poi?* dekan facji".

W polikryształach struktura komórkowa odpowiada frontowi krystalizacji ?i_s słupkowych o przekroju zbliżonym do sześciobocznego i znacznej długości \y., sunku do przekroju.

W monokryształach struktura komórkowa, stwierdzona przez Śmiałowskie, I odpowiada frontowi krystalizacji części monokryształu w kształcie graniastosl^' o przekroju zbliżonym do sześciobocznego i osiach równoległych do kieruj krystalizacji. Te części monokryształu tworzą jego podstrukturę.

Wzrost przechłodzenia ogólnego lub stężeniowego powoduje zmianę struły powierzchni rozdziału faz z komórkowej na komórkowo-dendrytyczną. Mechanik powstawania struktury komórkowo-dendrytycznej, prawdopodobnie silnie zalej), od przechłodzenia stężeniowego, nie został jeszcze definitywnie wyjaśniony.

Przytoczone rozważania umożliwiają wyjaśnienie mechanizmu krzepnięcia (n* tworów stałych), a co za tym idzie, makrostruktury odlewanych bloków, tal wlewków.

Rys. 6.19. Makrostruktura wlewka stalowego 1 - ziarna zamrożone, 2 - ziarna słupkowe, 3 - ziarna wolne

"Dekantacja jest sposobem oddzielania cieczy znad osadu, znajdującego się na dnie naczjna

6J. Krystalizacja stopów

^K ,_łajizuje w postaci przypadkowo zorientowanych, równoosiowych, drobnych I \j_rn zmrożonych /. Utworzenie tej warstwy zmienia warunki odprowadzania I '.jepla Krystalizujące głębiej odpowiednio zorientowane ziarna mogą się rozrastać jo znacznych rozmiarów w kierunku odprowadzania ciepła (prostopadle do ścian wlewnicy). Utworzona strefa ziarn słupkowych 2 powoduje anizotropię właściwości, wyraźną zwłaszcza w razie rozrośnięcia się strefy aż do środka odlewu. Silnie rozwinięta strefa ziarn słupkowych jest efektem szkodliwego zjawiska transkrysta-lizacji. W środkowej części odlewu najpóźniej krystalizują przypadkowo zorientowane, rozrastające się do znacznych rozmiarów ziarna wolne 3. Mechanizm krystalizacji tej strefy jest jeszcze w sferze hipotez. Początkowo niejednorodne zarodkowanie przed frontem krystalizacji ziarn słupkowych tłumaczono działaniem odpowiedniego przechłodzenia stężeniowego. Późniejsza koncepcja zakładała możliwość zarodkowania tylko w strefie ziarn zamrożonych i przenoszenia pewnej liczby zarodków krystalizacji w kierunku środka wlewnicy przez konwekcję cieplną ciekłego metalu. Część tych zarodków może być na tyle trwała, że po przemieszczeniu inicjuje krystalizację ziarn wolnych. Opracowane ostatnio wyjaśnienie, uwzględniające zjawisko fragmentacji dendrytów, przyjmuje możliwość wzrostu tych fragmentów w równoosiowe ziarna. Prawdopodobnie krystalizacja ziarn wolnych odbywa się za pośrednictwem kilku mechanizmów równocześnie, ale wydaje się, że udział fragmentacji dendrytów jest znaczny.

Odlewy z form piaskowych w zasadzie pozbawione są ziarn słupkowych, a więc nie podlegają transkrystalizacji. Jest ona najbardziej prawdopodobna w odlewach z wlewnic lub kokil, szczególnie metali o dużej czystości. Zanieczyszczenia metali, a zwłaszcza stopów, ograniczają rozrost ziarn słupkowych przez ułatwienie heterogenicznego zarodkowania nowych ziarn. W warunkach umożliwiających transkry-slalizację dla metali i stopów o strukturach RSC lub RPC uprzywilejowaną orientacją wzrostu ziarn słupkowych jest kierunek <100).

Właściwości odlewu zależą od stosunku szerokości stref ziarn słupkowych i wolnych. Pierwsza z powodu tekstury odlewniczej na ogól pogarsza, a druga zapewnia dobre właściwości mechaniczne.

6.3.4. Krystalizacja eutektyczna

Większość technicznych stopów odlewniczych ma skład i budowę wielofazowych mieszanin eutektycznych.

Wśród struktur mieszanin eutektycznych najczęstsze są cztery podstawowe typy:

-    płytkowy (rys. 6.20a), w którym wydzielenia obu faz mają kształt równoległych, na przemian ułożonych płytek,

-    słupkowy (rys. 6.20b), w którym wydzielenia jednej fazy w postaci słupków są równomiernie rozłożone w osnowie drugiej fazy,