максимальним у центру граней. Це перешкоджає кристалізації біля граней.
Механізм росту кристалу наступний (рис. 1а): від вершин кристала виростають осі першого порядку - стовбури дендрита (осі А), на них виростають перпендекулярно спрямовані осі другого порядку (осі m), на яких аналогічним чином виростають осі третього порядку ( осі n) і т.д.
За відсутності спрямованого тепловідведення осі у всіх напрямках розвиваються однаково і кристал виходить равноосной (рис. 1а). При направленому теплоотводе кристал має витягнуту форму (рис. 1б). Швидкість росту кристалів прямо пропорційна інтенсивності тепловідведення.
Рис. 1 - Схема росту кристалу
а - равноосной; б - що виріс в умовах спрямованого тепловідведення
1.2.3 Кристалічна неоднорідність злитка
Формування кристалічної неоднорідності злитка пов'язано з термофізичних процесами, що відбуваються при його затвердінні.
У зовнішній частині злитка під впливом швидкого відведення тепла стінками виливниці утворюється зона дрібних рівноосних кристалів. Одночасна наявність великого числа зародків не дозволяє кристалам розвиватися, так як вони перешкоджають росту один одного. Таким чином, утворюється коркова зона злитка, що складається з дрібних рівноосних кристалів (зона II на рис. 2).
Рис. 2 - Схема кристалізації злитка-стінки виливниці; II - коркова зона злитка; III - зона стовпчастих кристалів; IV - центральна зона злитка
Поступово швидкість охолодження стали сповільнюється за рахунок нагріву стінок виливниці, однак при цьому продовжується інтенсивний ріст кристалів у бік рідкого металу. У результаті утворюється зона стовпчастих кристалів, витягнутих у напрямку тепловідведення (зона III на рис. 2). Форма кристалів обумовлена ??умовами їх зростання. При кристалізації сусідні кристали заважають один одному і єдиним напрямком, в якому вони можуть рости є рідка серцевина злитків. Зростання стовпчастих кристалів продовжується до тих пір, поки існує значний тепловідвід. У міру зниження температури рідкого металу, а також внаслідок утворення зазору між злитком і стінками виливниці (через зменшення обсягу злитка при затвердінні) зростання кристалів сповільнюється і потім зовсім припиняється.
Формування останньої кристалічної зони злитка, розташованої в осьовій його частини починається в момент припинення росту стовпчастих кристалів. Як правило, центральна (осьова) частина злитка збагачена підвищеною кількістю неметалічних включень, які й стають центрами кристалізації. В результаті утворюються великі різноорієнтовані кристали (зона IV на рис. 2).
Фактори, що впливають на розвиток кристалічної неоднорідності.
. Товщина стінок виливниці. Ширина зони стовпчастих кристалів зростає із збільшенням товщини стінок виливниці. Однак дана залежність справедлива до певної межі, величина якого залежить від розмірів злитка, марки сталі і т.д. Пояснюється це тим, що даний фактор може впливати тільки до моменту утворення зазору між злитком і виливниці.
. Температура рідкої сталі. Значний перегрів рідкої сталі над температурою плавлення до моменту початку кристалізації сприяє розширенню зони стовпчастих кристалів. Зниження температури розливання сприяє отриманню дрібнозернистої стру...
