Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 65 стр.

      Зарождение кристаллов происходит в объеме жидкой фазы, а также на
межфазной поверхности или на поверхностях неметаллических включений,
стенок изложниц и кристаллизаторов. Интенсивность образования зародышей
зависит от степени переохлаждения или разности между теоретической и
реальной температурами кристаллизации. Чем выше степень переохлаждения, тем
выше интенсивность образования зародышей.
      Рост кристаллов при затвердевании происходит с образованием дендритов.
От вершин кристалла вырастают оси первого порядка (стволы дендрита), на них
перпендикулярно направленные оси второго порядка (ветви), на которых
аналогичным образом развиваются оси третьего порядка и так далее. При
отсутствии направленного теплоотвода оси во всех направлениях развиваются
примерно одинаково. При направленном теплоотводе кристаллы принимают
вытянутую форму.
      Скорость роста кристаллов определяется в основном интенсивностью
теплоотвода. Чем больше скорость теплоотвода и чем больше переохлаждение
жидкого металла, тем больше скорость роста кристаллов.
      Состав кристаллов, образующихся в начале появления твердой фазы,
отличается от состава кристаллической фазы, образующейся в конце процесса
затвердевания. Это обусловлено ликвацией примесей. Причиной возникновения
ликвации является то, что растворимость ряда примесей в твердом железе ни-же,
чем в жидком.
      Вследствие этого растущие при затвердевании оси кристаллов содержат
меньшее количество примесей, чем исходная сталь (процесс избирательной
кристаллизации). Различают два вида ликваций:
     - дендритную;
     - зональную.
     Дендритная ликвация - это неоднородность стали в пределах одного
кристалла (дендрита). Отрицательное влияние дендритной ликвации проявляется
в том, что она вызывает появление в готовой стали полосчатой структуры. При
прокатке оси дендритов вытягиваются, образуя волокна и полосы. Полосчатая
структура, а также вытягивающиеся вдоль волокон неметаллические включения
вызывают анизотропию механических свойств металла в продольном и
поперечном направлениях относительно оси прокатки.
     Зональная ликвация - это неоднородность состава стали в различных частях
слитка. Она достигает больших значений, чем дендритная ликвация, вызывает
неоднородность свойств в различных частях стальных изделий и, вследствие
отклонения состава металла от заданного, может приводить к отбраковке металла.
      Возникновению зональной ликвации способствуют процессы, приводящие к
перемещению ликвирующих элементов из одной части слитка в другую.
      Такими процессами являются:
     - диффузия примесей из двухфазной области в объем оставшегося жидкого
        металла;
     - конвективные токи металла в изложнице, приводящие к выносу
        ликвирующих элементов в верхнюю и среднюю части слитка;
     - всплывание объемов загрязненного примесями металла вследствие того,
        что их плотность меньше плотности остального металла.