Кристализация на стомана слитък кристализация убит стомана

Кристализация на стомана се придружава от окисление на примеси, тяхното преразпределение от обема на слитъка и други процеси. Съвкупността от всички процеси, в крайна сметка определя качеството на блок стомана. Образование структурни зони в барове. Обикновено спокоен стомана слитък се характеризира с присъствието на следните области:

1, повърхностния слой на малки кристали;
Зона 2 на колонен кристал;
вътрешната зона 3 различно ориентирани кристали;
"Отлагане конус" 4 на малки отделни ориентирани кристали в долната част на блока;
"Мост" плътен метал 5 в горната част на блока от добре оформени на неориентирани кристали.

В горната част на блок-изгодно концентрирана тръбите 6. Разнообразието от процеси, протичащи по време на втвърдяването на недвижими слитъка, и сложността на проучването им води до факта, че въпреки усилията на много години на местни и чуждестранни производители на стомана, цялостна теория за кристализация блок убит стомана липсва. Досега в литературата обсъждане на теорията на кристализация на две противоположни стомана; теория теория насипно кристализация и последователно кристализация започва.

DK Чернов в класическия си труд първи предложи последователно кристализация на метала във формата. Теоретично насипно кристализация предложен Tammann G., въз основа на изследване, проведено от тях с малки количества органични вещества (salol, бензофенон, pinerina) и индивидуалните експерименти с метали ниска точка на топене. Получава се с модели без достатъчно основание бяха прехвърлени към кристализация на стоманени слитъци.

Според насипно кристализация теория стомана - метал кристализира едновременно през целия обем на присъствието на зародиши в него или под формата на странични твърди частици (неметални включвания) или като автоматично (спонтанно) срещащи "ядра" на метала. Получените кристали се изолират чрез силата на разликата на плътността на твърдата фаза и стопената стомана падане като дъжд "кристали".

Фигура 1. Структура на стомана слитък спокоен

1 - блок отмени през 55 минути; 2 - след 75 мин; 3 - след 105 минути след края на леене; I, II, III - гранични размножаване маркери въведени в лентата за контрол съответно в същата точка

Теоретично насипно кристализация убит стомана се запази за дълго време, много черната металургия за да обясни образуването на блокове отлагане конус. Въпреки това, по-голямата част кристализацията на метални форми е невъзможно, тъй като изисква дълбока хипотермия, не са наблюдавани по време на втвърдяването действителната кюлчета. Обучение структурни зони в блок трябва да се разглеждат от гледна точка на последователна кристализация в съответствие със съвременните идеи за механизма на образуване и растеж на кристала.

При изливане горещ метал в студена форма, която е в контакт с металния слой се охлажда и обилно нуклеиране започва в него. Образуването са многобройни и издатини съществуващи върху повърхността на матрицата.

Ембрионите образувани в дадената област, първо чрез отглеждане механизъм дендритни да образуват повърхност зона на не-ориентирани кристали. С увеличаване на дебелината на тази зона, както и с появата на празнина газ между плесен стена и втвърдява метал разсейване на топлината от метала за втвърдяване се влошава и скоростта на образуване на нови ядра рязко намалява. Част налични благоприятно ориентирани кристали, т.т.. Е. Кристалите, главната ос на което увеличава в посока, обратна отстраняване на топлина (перпендикулярно на повърхността на матрицата) получава преференциално развитие. Кристали с различна ориентация по отношение на главните оси на повърхността на топлина отстраняване клинови бързо. Поради това, с увеличаване на разстоянието от стената на мухъл в броя на метал зърно на понижения единица площ. докато само благоприятно ориентирани кристали, които се образуват по време на растеж, зона на колонни кристали.

Развитието на колонни кристали с ясно изразен дендритни структура е възможно само в присъствието на примеси и известната свръхохлаждане до дендрити отглеждане лица. Липса експериментално записва свръхохлаждане macrovolumes слитък не отрича присъствието на преохлаждане в споменатата microvolumes и служи като доказателство за невъзможност Капка обем кристализацията на кристали като "дъжд".

Примесите в убити стомана, имат двоен ефект върху развитието на колонен структура. От една страна, както вече беше отбелязано, е наличието на примеси позволява условия за образуване са добре развити дендрити. От друга страна, увеличаването на тяхната концентрация в течния метал преди втвърдяване пред непрекъснато намалява температурата на ликвидус и елиминира свръхохлаждане, което е от съществено значение за образуването на дендрити.

Разделяне на примеси като сяра. фосфор и др. трудно в присъствието на хром. никел и други легиращи елементи. Поради тази причина, високо-хром никелова стомана характеризиращ transcrystalline развита структура.

Постепенното натрупване в долните части на кристализация слитък стомана студено, отколкото в горната, намаляване свръхохлаждане в развиващите кристални повърхности и осигурява по-рано прекратяване образуването на площ от колонните кристали в земните недра и по-малкия си разширение на това място.

Някои отклонение на колонните кристали нагоре от перпендикуляра към стената на леярската форма, причинени както разположен в центъра на топлината и насочена надолу конвективния поток от метал, метална структура е променен преди нараства във вътрешността на слитъка осите на колонни кристали.

Натрупване на примеси напред от предната част на отглеждане колонни кристали, намаляване на температурата на ликвидус на метала, е в състояние да спре по време на процеса на кристализация убит стомана, в резултат на някои места има сливане дендритни клонове. Топящите върха на колоните кристали понякога са ясно видими на съответната ролка убит стоманени слитъци.

Механизмът на образуване на кристални полиедрични ядра централна зона убит стомана слитък не е съвсем ясно. Има две възможни предположения. Първият е да се гарантира, че микробите на всички кристали се появяват в началния момент на кристализация на убит стомана, и всичките дни на колонните кристали на тези ядра постепенно нарастват и образуват вид на мрежа кристали, които най-накрая предотвратява растежа на колонни кристали. Съгласно втория предположението, че кристали ембриони като те се движат пред колонните кристали в течни кристализационни центрове метал стомана. който може да бъде неметални включвания. Очевидно е, че в действителност кюлчета спокойно започва да се развива и двете комплект механизъм.

Ширината на каша зона постепенно се увеличава докато напредва втвърдяване отпред центъра на слитъка. Част от кристалите в развитите двуфазна региона, и съответно относително малка площ на колонните кристали може да се понижи до дъното на блок стомана, поради разликата в плътността на течната и твърда метал. Този процес получава особено развитие по време на спиране на растежа на колонни кристали.

Обемът на метал в слитък централната част, където се понижава кристали, втвърдява периодично, тъй като те се натрупват в твърди кристали. В зоната на свързване с гореща горната леене обеми плесен zakristallizirovavshegosya убити стомана слитък сравнително добре хранени метал от главата на фуражи. Преференциални условия за печалби мощност на позиция тази зона води до образуването на плътна структура тук - "Мостът". докато основните слитъци зони се характеризират с голям брой пори.

Поради по-ниската плътност на разтопения метал в сравнение с твърд метал и продължителен престой в течно състояние в доходен частта, където течният метал "канали" на втвърдяване блок в това място разработен свиване кухина.