Как уже отмечалось, формирование структуры литого металла определенным образом зависит от взаимного расположения атомов в расплаве. Строение расплава, по-видимому, влияет главным образом на субструктуру твердого образца, т. е. на характер несовершенств его кристаллического строения (точечные дефекты, дислокации, разориентировку блоков и т. п.). Соответственно этому, прежде всего оно влияет на зависящие от субструктуры служебные характеристики, в частности на пластические.
Если воздействия на жидкий металл позволяют управлять структурой расплава, значит они позволяют в известной мере регулировать механические и другие служебные свойства сталей. Имеющийся пока небольшой экспериментальный материал подтверждает такую возможность.
Говоря о свойствах промышленного металла, нельзя забывать, что они различны не только для разных слитков. При всех способах производства обнаруживается громадное влияние на эти свойства кристаллической структуры слитка в целом и отдельных его зон. Обычно механические свойства выше вдоль транскристаллитов и ниже в зоне равноосных кристаллов (из-за многочисленных границ и кристаллографической неупорядоченности). Повышение однородности структуры слитков и отливок - это особая проблема, в решении которой подготовка расплава, его строение и свойства также играют определенную роль.
Данные о роли предыстории расплава в формировании его свойств свидетельствуют о том, что проблема взаимосвязи жидкого состояния с твердым не ограничивается влиянием строения расплава на процесс структурообразования и дефектность литого металла. По-видимому, имеет место и обратное влияние: если образец, полученный из микронеоднородной неравновесной жидкости и содержащий поэтому большое количество структурных и концентрационных несовершенств, расплавить, то его дефектность скажется на структуре расплава. Последний вновь окажется микронеоднородным и неравновесным. Приведение этого расплава в состояние равновесия потребует определенных воздействий на него при известных затратах времени. В отсутствие таких воздействий и достаточной выдержки состояние расплава оказывается зависящим от его предыстории. В этом смысле можно говорить об эффекте памяти, или наследственности в процессе фазового перехода жидкое - твердое.
О возможности влияния в этом процессе исходной фазы на свойства образующейся говорят также многие косвенные факты. Имеются данные о большей скорости роста дефектных участков кристалла вследствие уменьшения трудностей образования зародышей нового слоя, а при нормальном механизме - из-за облегчения присоединения атомов и их группировок к поверхности твердой фазы. Так, при выращивании монокристаллов из расплава несовершенства, имеющиеся в затравке, как правило, прорастают в кристалл. Значит, дефекты, образующиеся в ходе кристаллизации неравновесного расплава, не только не залечиваются, а порождают новые. Далее, как уже отмечалось, характер распределения примесей в твердой фазе непосредственно связан с состоянием расплава. Так, известно, что высокотемпературный переплав образца повышает его однородность. Но распределение примесей во многом определяет формирование дислокационной структуры. Возникшая в ходе кристаллизации дислокационная структура способна сохраняться при последующих полиморфных превращениях и миграции границ зерен (фазовая и граничная наследственность). Это наряду со структурной наследственностью поясняет обнаружение эффекта памяти при переплаве не только литых но и подвергнутых термообработке и деформации образцов.
Неоднородность распределения примесей и дефектов, сохраняясь в твердом образце при разного рода обработках, в ходе последующего плавления в какой-то мере передается расплаву, во всяком случае, сказывается на его строении. Затем в процессе кристаллизации этого расплава существующая в нем неоднородность оказывает влияние на формирование образующейся дислокационной структуры. Естественно, что, воздействуя на расплав и управляя процессом кристаллизации, можно существенно уменьшить или вовсе ликвидировать это влияние.
Целесообразность введения этой и ей подобных картин в качестве рабочих гипотез оправдывается тем, что они позволяют физически уяснить многие из наблюдаемых в лабораторных и производственных условиях фактов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.