отнести также неоднородность в начале и конце шва, обусловленную различной долей присадочного металла.

Различают макро- и микроликвацию в литом металле. Под макроликвацией подразумевают постепенное изменение концентрации компонентов в шве по направлению от начала к середине.По сути, к макроликвации относится и так называемая слоистая ликвация, вызванная неравномерным затвердеванием металла в пределах отдельных слоев. В то же время данный вид ликвации можно по масштабу распространения также сопоставить с микроликвацией.

В работе [33] исследовано наличие макроликвации меди в сварных швах сплава 2024 и цинка в швах сплава 7075 при АДС вольфрамовым электродом без присадки. При этом существенная макроликвация не выявлена. Отсутствие макроликвации автор пояснил тем, что сварка здесь ппотек;ег в условиях интенсивного перемешивания, когда в ванну непрерывно поступают новые порции металла. Вместе с тем макроликвация может возникнуть в кратере шва (конечная точка сварки) или при точечной сварке, когда нет притока нового металла в зону сварки. Кроме того, макроликвация возможна при сварке с высокой скоростью, когда ванна приобретает очень вытянутую форму.

Микроликвация — это разность между концентрацией компонентов на границе и внутри зерна или субзерна. Микроликвация из всех видов неоднородности в сварных швах имеет наибольшее значение. Часто ее называют дендритной ликвацией, полагая, что большое число легированных сплавов имеет дендритное строение.

Неоднократно предпринимались попытки исследовать внутрикри-суаллнтную ликвацию. Установлено, что характер распределения легирующих элементов и примесей по сечению кристаллитов и уровень lii /трикристаллитной ликвации зависят от диаграммы состояния, положения на ней рассматриваемого сплава, коэффициентов диффузии в твердой и жидкой фазах, скорости кристаллизации и др. Полагают, что в сплаве определенного состава основным аргументом, определяющим развитие дендритной ликвации, является скорость кристаллизации, изменение которой вследствие различного уровня переохлаждения обусловливает различную полноту прохождения диффузионных процессов в твердой и жидкой фазах.

В общем виде еще А. А. Бочвар [34] указывал,что с увеличением скорости кристаллизации внутрикристаллитная ликвация возрастает из-за подавления выравнивающей диффузии в твердом растворе, достигает максимума при каких-то средних скоростях кристаллизации и затем снижается из-за подавления разделительной диффузии в жидкости. VI. И. Новиков и В. С. Золотаревский [26] попытались теоретически вывести зависимость степени ликвации от скорости кристаллизации применительно к бинарным сплавам эвтектического и перитекти-ческого типа с коэффициентом распределения К С 1- Рассмотрены три типичных сплава: сплав, лежащий в области ограниченной растворимости; сплав в системе, которая заканчивается ионвариантной реакцией в равновесных условиях, и низколегированный, кристаллизация которого не заканчивается нонвариантным превращением. Это сплавы.

Рис. 30. Схема возникновения микроликвации в металле шва:

/ — перемешивание в кратере; 1,2 — жидкая фаза; 3— твердая фаза; а — вид сверху; б, в — сечение А—А, когда много (б) и мало (в) жидкой фазы.

расположенные между ординатой компонента и концентрационной границей появления неравновесной избыточной составляющей.

Авторы исходили из следующих положений: при очень малой скорости кристаллизации успевают пройти все три указанных выше процесса и состав затвердевшего сплава точно соответствует исходному. Никакой ликвации не произойдет. Это имеет место при трудноизмеримых скоростях кристаллизации и оценивается по скорости охлаждения, исчисляемой в градусах в минуту. При последующем увеличении скорости кристаллизации тормозится прежде всего диффузия в твердом теле, а затем,

в процессе выравнивания, диффузия в жидкости и возможная здесь конвекция. В результате устанавливается концентрация примесного элемента в стволе кристалла, соответствующая точке равновесного солидуса при температуре начала кристаллизации практически независимо от состава сплава. Концентрация примеси на периферии кристалла в этой области поднимается очень быстро до уровня предельной растворимости в твердом растворе или выше. В результате зависимость степени ликвации от скорости кристаллизации может иметь плоскую или выпуклую форму. В этой области наблюдается наибольшая степень ликвации. Сварочным условиям в основном соответствует нисходящая ветвь криЕой зависимости степени ликвации от скорости кристаллизации [32]. Наконец, когда предполагается подавление и разделительной диффузии, состав центра кристалла может приближаться к исходному.

Схематически возникновение микроликвации в металле шва показано на рис. 30. При затвердевании металла шва (5 — линия солидуса, Ъ — линия ликвидуса) площадь поперечного сечения А—А в интервале 5—Ь изменяется. Состояние металла в сечении имеет вид, показанный на рис. 30, а и б. при этом на рис. 30, о показано состояние, когда между столбчатыми кргсталлами еще много жидкой фазы, тогда как в дальнейшем она остается в крайне незначительном количестве (рис. 30, б). Изменение ликвации в поперечном сечении столбчатого кристаллита представлено на рис. 31 (К0С 1). При наличии полного перемешивания жидкой фазы концентрация растворенного элемента от середины до границы зерна выражается кривой 2, при этом нет диффузии в твердой фазе. При отсутствии перемешивания, когда перемещение растворенного элемента определяется лишь его диффузией, это кривая /. Предполагается, что при сварке в реальных условиях эта кривая принимает форму 2 или 3. В случае Ко 1 вместо накопления происходит истощение примесью той части, которая затвердевает