Строение металлического слитка
Форма растущих кристаллов
определяется не только условиями их касания друг с другом, но и составом
сплава, наличием примесей и режимом охлаждения. Обычно механизм
образования кристаллов носит дендритный (древовидный)
характер (рис. 36). Дендритная кристаллизация характеризуется тем,
что рост зародышей происходит с неравномерной скоростью. После
образования зародышей их развитие идет в тех плоскостях и
направлениях решетки, имеющих наибольшую плотность упаковки атомов и
минимальное расстояние между ними. В этих направлениях образуются
длинные ветви будущего кристалла - так называемые оси первого порядка. В
дальнейшем от осей первого порядка начинают расти новые оси — оси
второго порядка, от осей второго порядка - оси третьего порядка и т.д. По
мере кристаллизации образуются оси более высокого порядка, которые
постепенно заполняют все промежутки, ранее занятые жидким
металлом.
Получение слитка в
металлических изложницах и устройствах непрерывной разливки
стали
Реальный процесс получения
стального слитка. Стальные слитки получают охлаждением в
металлических формах (изложницах) или на установках непрерывной
разливки. В изложнице сталь не может затвердеть одновременно во всем
объеме из-за невозможности создания равномерной скорости отвода тепла.
Поэтому процесс кристаллизации стали начинается у холодных стенок и дна
изложницы, а затем распространяется внутрь жидкого
металла.
Металлические формы
(изложницы). При соприкосновении жидкого металла со стенками
изложницы (рис. 37) в начальный момент образуется зона (2) мелких
равноосных кристаллов. Так как объем твердого металла меньше жидкого,
между стенкой изложницы и застывшим металлом образуется воздушная
прослойка и сама стенка нагревается от соприкосновения с металлом. Поэтому
скорость охлаждения металла снижается, и кристаллы растут в направлении
отвода теплоты. При этом образуется зона 3, состоящая из древовидных
или столбчатых кристаллов. Во внутренней зоне слитка (4) образуются
равноосные, неориентированные кристаллы больших размеров в результате
замедленного охлаждения. В верхней части слитка, которая затвердевает в
последнюю очередь, образуется усадочная раковина 6
вслед-
