Ликвация в расплавах металлов

В очередной теоретической статье нашего металловедческого блога хотелось бы рассказать о ликвации в расплавах металлов. Условия "равновесного" затвердевания на практике не осуществляются, потому что восстановления равновесного состояния при понижении температуры требуется весьма небольшое время. Это восстановление равновесия возможно только при диффузии атомов А и Б в обеих фазах и через поверхность, разделяющую твердую и жидкую фазы. Поскольку диффузия, особенно в твердом состоянии протекает медленно, истинное равновесие может достигаться при охлаждении лишь при условии, что скорость охлаждения бесконечно мала.

Поэтому, если охлаждение протекает с обычными скоростями, следует ожидать известных отклонения равновесного затвердевания. То есть принимается, что однородность, соответствующая равновесию, поддерживается только в жидкой фазе, но никак не в твердой, где скорость диффузии намного меньше.

Для неравновесного затвердевания характерно увеличение температурного интервала, в котором присутствуют одновременно и твердая и жидкая фазы, а также сохранение в затвердевшем сплаве концентрационной неоднородности. Если уменьшить скорость охлаждения, то отклонения составов твердой фазы от среднего будут меньше. Увеличение скорости диффузии в твердом состоянии тоже приводит к уменьшению отклонений от равновесного состояния.

Затвердевание сплава начинается с появления малых твердых частиц зародышей, которые содержат больше тугоплавкого компонента, чем все последующие порции твердой фазы. Вокруг этих кристаллов-зародышей последовательно откладываются новые слои твердой фазы, причем каждый следующий слой немного богаче легкоплавким компонентов, чем предыдущий. После полного затвердевания сплав имеет так называемую ликвационную структуру, состоящую из участков, центральная часть которых, имеющая высокую температуру плавления, окружена низкоплавким материалом. Большинство металлов затвердевает с образованием древовидных кристаллов, называемых дендритами, ветви которых по мере развития затвердевания утолщаются, и число этих ветвей увеличивается до тех пор, пока весь объем сплава не заполнится твердой фазой. Ликвационная структура в большинстве сплавов повторяет строение дендритов. Такую ликвация называют дендритной.



<<<предыдущая статья следующая статья>>>

Нет комментариев
Добавить комментарий