направлении в стволе
выстраиваются одинаковые кристаллографические плоскости элементарных
ячеек, перпендикулярные плотно-упакованным. Подрастающий ствол сам
становится элементом отвода теплоты, в связи с чем от него в разных
местах в сторону начинают расти ветви — оси второго порядка также с
указанной определенной ориентацией кристаллографических плоскостей.
Затем от этих осей второго порядка растут оси третьего порядка и т.
д.
При столкновении твердых
поверхностей растущих осей разных порядков завершается постройка
кристаллита. Оси кристаллитов имеют ориентированное кристаллическое
строение и анизотропны по свойствам. Если дендрит растет не на
холодной плоскости, а от центра кристаллизации в центре расплава,
условия его роста определяются только преимущественным наслоением атомов
по определенным плоскостям, и он принимает более сферическую форму, в то
время как дендрит, растущий на плоскости, вытягивается
перпендикулярно плоскости отвода теплоты.
Наличие многих очагов
кристаллизации приводит к тому, что при кристаллизации зарождается и
растет много дендритов или равновесных кристаллов. Поверхности растущих
кристаллов сталкиваются и мешают взаимному развитию. Поэтому форма их
становится неправильной, размеры разными, а благодаря различной
ориентировке конгломерат — поликристаллический металл теряет
анизотропность отдельных осей и становится изотропным. Образовавшиеся при
таком росте, потерявшие правильную форму разориентированные дендриты и
кристаллы называют кристаллитами.
При рассмотрении дендритного
строения литого металла следует иметь в виду еще одну особенность —
неоднородность химического состава по сечению дендрита. В связи с
тем, что первые порции кристаллизующегося металла наиболее чистые,
содержат меньше примесей, оси дендритов значительно меньше загрязнены
примесями, чем металл в межосных пространствах. Эту разницу по содержанию
примесей в металле осей дендритов и межосных участков называют дендритной
ликвацией. Поскольку процесс перемещения атомов примеси диффузионный и
связан со временем, степень дендритной ликвации зависит от скорости
кристаллизации и скорости охлаждения. Наиболее склонны к ликвации
углерод, сера, фосфор. В меньшей степени к ликвации склонны
кремний, марганец, хром, молибден, вольфрам. Степень дендритной
ликвации может быть очень большой. По данным А. М. Якушева, дендритная
ликвация в трехтонном слитке стали составляет: по сере —200%, фосфору
—120%, углероду —60%, кремнию —20%, марганцу —15%.
С учетом изложенных общих
закономерностей кристаллизации, можно рассмотреть металлургические
особенности кристаллизации и кристаллического строения слитков и
сварных швов, полученных методами дуговой сварки плавлением. -36
