Строение металлического слитка

 

Слиток после затвердевания состоит из трех зон: корковой наружной зоны – мелких равноосных кристаллов; зоны транскристаллизации – крупных столбчатых кристаллов; центральной зоны – различно ориентированных крупных равноосных кристаллов (рис.3.6) [3, 8].

Рис. 3.6. Строение стального слитка

 

Кристаллизация корковой зоны идет в условиях максимального переохлаждения. Скорость кристаллизации определяется большим числом центров кристаллизации. Образуется мелкозернистая структура.

Жидкий металл под корковой зоной находится в условиях меньшего переохлаждения. Число центров ограничено, и процесс кристаллизации реализуется за счет их интенсивного роста до большого размера.

Рис.3.7. Схема дендрита

Рост кристаллов во второй зоне имеет направленный характер. Они растут перпендикулярно стенкам изложницы, образуются древовидные кристаллы – дендриты (рис. 3.7). Растут дендриты в направлении, близком к направлению теплоотвода. В связи с тем, что теплоотвод от незакристаллизовавшегося металла в середине слитка в разные стороны выравнивается, то в центральной зоне образуются крупные дендриты со случайной ориентацией.

Зоны столбчатых кристаллов в процессе кристаллизации стыкуются. Это явление называется транскристаллизацией. Для малопластичных металлов и для сталей это явление нежелательное, так как при последующей прокатке и ковке могут образовываться трещины в зоне стыка. В верхней части слитка образуется усадочная раковина, которая подлежит отрезке и переплавке, так как металл более рыхлый (около 15-20 % длины слитка). Под усадочной раковиной возможно образование усадочной пористости. Остальной металл подвергают обработке давлением.