Ликвация – при кристаллизации стали непрерывно литая заготовка или слиток становятся химически неоднородными по сечению. Химическая неоднородность отливки называется ликвацией. Причиной этого является неодинаковая растворимость элементов в твердом и жидком сплаве, а также неравновесность процесса кристаллизации. Количественной характеристикой склонности элемента к ликвации является коэффициент распределения (К): К=Crтв/Crж, Cr – равновесные концентрации примесного элемента в твердой и жидкой фазах. Чем меньше К, тем более склонен элемент к ликвации. Наиболее склонны к ликвации кислород, сера, азот и др. неметаллические элементы. Металлические элементы менее склонны. Ликвация проявляется в скоплении примесных элементов в некоторых участках отливок. Общей закономерностью является повышение концентрации от края к центру, от хвоста к голове. Степень ликвации: альфа=(Crx-Cr0/Cr0)*100%, Crx – средняя концентрация элемента в точке Х на каком либо уровне. Различают дендритную и зональную ликвацию. Дендритная – это химически неоднородная в пределах одного кристалла дендрита. Она обусловлена неодновременным образованием различных осей дендрита и боковым перемещением жидкого металла. Зональная – это неоднородность состава стали в различных частях заготовки или слитка. Зональная ликвация вызывает неодинаковость свойств в различных частях изделия и может вызывать отбраковку стали в следствии отклонения от состава. Особенно важно для крупных слитков 30-550т. Самым эффективным способом понижения степени ликвации является понижение концентрации до низких количеств.
Структурная неоднородность непрерывно литой заготовки и слитков – в различные периоды отвердевания реализуются различные условия кристаллизации. В первоначальный момент времени при контакте жидкой стали с холодными стенками в узком слое возникает значительное термическое переохлаждение. Это приводит к гомогенному возникновению роста кристаллов, поэтому в заготовке образуется узкий наружный слой мелких равноосных разноориентированных кристаллов. В дальнейшем тепловой поток резко понижается, кроме того возникает воздушный зазор между стенкой и поверхностью кристаллизующейся заготовки это происходит вследствие усадки металла. Как результат величина термического переохлаждения уменьшается, однако, из-за неравномерного распределения примесей в жидкой фазе происходит концентрационное переохлаждение. Это приводит к образованию зоны столбчатых кристаллов т.е. вытянутых дендритов. При этом возникшие зародыши растут к центру как отдельные монокристаллы. По мере роста столбчатых кристаллов и накопления примесей перед фронтом кристаллизации концентрационное переохлаждение повышается. В конце процесса отвердевания термическое переохлаждение практически отсутствует, при этом концентрационное переохлаждение достигает значительных величин. Это приводит к гетерогенному образованию зародышей, и здесь возникает зона равноосных разноориентированных кристаллов. На рис. 76 показана макроструктура непрерывно плоской заготовки.
Непрерывная разливка стали – это высокотехнологичный и высокоавтоматизированный метод разливки стали. Смотри рис. 77. Жидкую сталь из ковша через промежуточный ковш заливают в сквозной т.е. бездонный водоохлаждаемый кристаллизатор. Перед разливкой в кристаллизатор вводят стальную затравку. Она выполняет роль временного днища. Сталь затвердевает у стен и на дне затравки. При этом образуется корочка. Корочку вместе с жидкой сердцевиной начинают вытягивать вниз. Вытягивают с помощью тяговых валков. Одновременно в кристаллизатор заливают металл со скоростью равной скорости вытягивания заготовки т.о. из кристаллизатора заготовки выходит с жидкой сердцевиной. Окончательно металл затвердевает в зоне вторичного охлаждения, за счет подачи струй воды или паровоздушной смеси. После прохождения тянущих валков заготовку режут на необходимые длины. Для резки используют газовые резаки или ножницы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.