Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное учреждение
Высшего профессионального образования
«Псковский государственный университет»
Кафедра «Теория машин и механизмов»
Контрольная работа
по дисциплине
«Металловедение (включая сварку)»
Вариант № 25
|
Выполнил |
|
студент Кольцова О.И. |
|
Гр. 1042 – 03С |
|
Проверил |
|
Преподаватель Суханов Л.А. |
2016
Псков
1. Что такое ликвация? Причины её возникновения и способы устранения.тан
Ликвация (от лат. liquatio - разжижение, плавление) называют химическую неоднородность металлов, возникающую при их кристаллизации.
Неоднородность по составу приводит к различию в свойствах и общему ухудшению качества сплава.
Различают ликвацию макроскопическую, когда неоднородность видна глазом и микроскопическую, которая видна под микроскопом и может быть выявлена химическим анализом.
Ликвация в пределах слитка называется зональной ликвацией (макроскопический уровень), а ликвация в пределах дендрита - дендритной ликвацией (микроскопический уровень).
Дендритная ликвация проявляется в микрообъёмах сплава, близких к размеру зёрен. Дендритная ликвация выражается в том, что оси дендритных кристаллов отличаются по химическому составу от межосных пространств.
Этот вид ликвации может быть в значительной степени устранён при длительном отжиге металла (так называемая гомогенизация) в результате диффузии примесей.
Внутри дендрита различают состав сплава в осях, в межосных пространствах и по его границам.
Макроскопическая ликвация выражается в том, что по сечению всего слитка или отдельных его частей наблюдаются невооруженным глазом области, обогащенные примесями. Зональная ликвация, наблюдаемую во всём объёме слитка. Зональная ликвация выражается в наличии в слитке нескольких зон с различным химическим составом, которые в зависимости от характера отклонений от среднего состава сплава называются зонами положитель
Для уменьшения зональной ликвации ограничивают размеры слитков, а также применяют специальные металлургические процессы: непрерывную разливку, переплав в водоохлаждаемом кристаллизаторе (электрошлаковый или вакуумный) и т.п.
Ликвация относится к категории явлений расслоения, приводящих к колебаниям состава, возникающим в результате затвердевания в макро- и микрообластях; ликвация прямо связана с негомогенностью структуры.
Ликвацию классифицируют следующим образом:
) Ликвация в пределах кристалла (в микрообъёмах).
2) Ликвация в слитке, или зональная ликвация (в макрообъёмах), которая подразделяется на:
ликвацию, связанную с направлением теплового потока (с направленным теплоотводом); может быть обычной (нормальной) и обратной;
ликвацию, связанную с действием силового поля; может быть графитационной (по весу) и возникающей при центрифугировании.
Для зональной макроликвации возможна ещё классификация:
. Общая, которая может быть положительной ликвацией в слитке или отливке (прямой) и отрицательной (обратной).
. Местная (кайма по кромке затвердевания; V-образная ликвация; ликвационные шнуры; обратная V-образная ликвация, или теневые полосы; пятнистая ликвация; ликвация, связанная с газовыми пузырями).
Ликвация усиливается при:
а) увеличении скорости охлаждения (особенно дендритная ликвация);
б) уменьшении скорости диффузии.
Ликвация уменьшается (в редких случаях дендритная ликвация устраняется) в результате гомогенизационного или диффузионного отжига. Количественная оценка ликвации в кристалле осуществляется с помощью коэффициента ликвации Kликв. На величину ликвации в кристалле влияет сочетание количеств легирующих добавок.
Причиной ликвации является образование разного состава кристалла. Ликвация возникает в результате того, что сплавы, в отличие от чистых металлов, кристаллизуются не при одной температуре, а в интервале температур. При этом состав кристаллов, образующихся в начале затвердевания, может существенно отличаться от состава последних порций кристаллизующегося маточного раствора. Чем шире температурный интервал кристаллизации сплава, тем большее развитие получает ликвация, причём наибольшую склонность к ней проявляют те компоненты сплава, которые наиболее сильно влияют на ширину интервала кристаллизации (для стали, это например, сера, кислород, фосфор, углерод).
Для уменьшения степени ликвации необходимо весьма медленное охлаждение сплава в интервале температур кристаллизации и ниже, для полного протекания выравнивающей диффузии.