последней. Авторы работы [26] подтвердили полученную ими теоретическую картину зависимости уровня ликвации от скорости кристаллизации (скорости охлаждения). Особенно хорошее совпадение с опытом получено при определении концентрации примесей в центре кристаллита. Несколько хуже корреляция опыта с теорией для поверхностных слоев кристаллитов, что связано с недостаточной локальностью использованной для данной цели методики (по мик-

Рис. 31. Распределение растворенного вещества в условиях однонаправленного затвердевания:

/ — диффузионный перенос в жидкости: 2 — полное смешивание в ООТВерДОСТИ) жидкости: з — частичное конвектнв ^ "''

ное перемешивание в жидкости.МНОГОЧИСЛеННЫМИ ИССЛеДОВаНИЯМИ

установлено, что уровень ликвации зависит не только от наличия, но и от концентрации тех или иных легирующих элементов, а также примесей железа и кремния, их общего количества и соотношения. Степень развития ликвации должна быть больше в случае сплава с большей величиной так называемого ликвационного коэффициента (1 — К0). Среди различных химических элементов наиболее сильно ликвируют медь, цинк, кремний, в меньшей степени — марганец, железо, титан, цирконий. Необходимо учитывать, что с повышением скорости одновременно изменяется не только общий уровень ликвации, при этом происходит переход от плоского к ячеистому и затем к дендритному характеру кристаллизации. Одновременно существенно снижается дендритный параметр. Характер изменения последнего по данным Б. А. Мовчана [35] и В. И. Добаткина 136] представлен на рис. 32.

Рис. 32. Влияние скорости кристаллизации на расстояние между осями первого порядка (с) н величину дендритного параметра (б) некоторых алюминиевых

сплавов [35, 36]:

/ — сплав АІ — 4.9 % 2п; 2 — сплав АІ — 3 % Си; 3 — сплав А1 — 3,1 % Бп; 4 — дуралюмии.

Таблица 21. Содержание легирующих элементов в различных фазах

В работе [35] при исследовании микроскопической химической неоднородности бинарных сплавов алюминия А1 до 33 % Си, А1 — до 20 % 2п, А1 — 10 % Ag установлено, что на границе раздела между фазами имеются концентрационные слои шириной 2—4 мкм с более высоким содержанием исследуемых элементов по сравнению с их содержанием в жидком расплаве. Очень высокая концентрация этих элементов фиксируется в тех участках двухфазного сплава, где жидкая фаза находится в узкой щели (капилляре), образованной двумя смежными участками твердой фазы. С помощью количественной микрорентгенографии определено содержание элементов в щелях. Оказалось, что содержание меди, цинка и серебра в этих зонах может быть на 50—300 % выше по сравнению с их содержанием в жидких фазах (табл. 21).

Характерно, что площадь «щелей» на микрорентгенограммах составляет всего лишь несколько процентов от общей площади. Максимальная концентрация примеси в капиллярах наблюдается в сплавах со сравнительно небольшим содержанием второго компонента и уменьшается или становится равной концентрации жидкой фазы при больших содержаниях второго компонента. Так, в сплавах алюминия с 3 и 8 % Си наблюдается высокая концентрация меди в щелях (до 27 %), а в сплаве А1 — 26 % Си данный эффект отсутствует. Для одного и того же сплава при понижении температуры изотермической выдержки в интервале солидус —- ликвидус одновременно с увеличением концентрации жидкой фазы (по диаграмме состояния) увеличивается фактическая концентрация в щели. Концентрация легирующего элемента в междуосных пространствах дендритов рассматриваемых сплавов, полученных путем медленного охлаждения до температуры несколько выше линии солидуса и последующей закалки, может быть больше их максимального содержания в жидкой фазе, определенного по диаграмме состояния. Например, в сплаве А1 — 30 % Си концентрация меди достигала 25-—30 % вместо максимальной концентрации по диаграмме состояния 17 %. При медленном охлаждении до температуры несколько ниже линии солидуса происходит диффузионное выравнивание и концентрация примеси в междуосных и междендритных пространствах резко уменьшается в зависимости от скорости кристаллизации. При изучении влияния скорости кристаллизации на