Кристаллизация - сталь
Cтраница 4
 |
Распределение температуры в равноосной поверхностной зоне. [46] |
Структура стального слитка формируется в результате последовательной кристаллизации, которая начинается на поверхности ( так как работа образования критического зародыша при гетерогенном зародышеобразовании (1.81) меньше), в наиболее холодных местах, распространяется в глубину и заканчивается в центре слитка. Кристаллизация стали определяется двумя факторами - скоростью затвердевания и избирательным процессом выделения более чистых по составу кристаллов из раствора. [47]
Быстрорежущая сталь содержит, наряду с более мелкими вторичными карбидами, выделившимися при охлаждении из аусте-нита, также и крупные первичные карбиды, выделившиеся при кристаллизации жидкости и не растворимые в аустените даже при высоком нагреве. Кристаллизация стали из жидкости начинается с выделения бедных углеродом и легирующими элементами кристаллов 6-твердото раствора, которые по мере понижения температуры, взаимодействуя с жидкостью, по перитектической реакции, образуют у-кристаллы и обогащаются этими элементами, но главным образом в наружных слоях. Ну ( сорбитообразная смесь), наружного слоя зерна 650 - 700 Hv ( мартенсит и остаточный аустенит) и эвтектики, окружающей зерна, 760 - 850 Ну. Красностойкость литой стали равна и даже немного превышает красностойкость катаной стали. Однако выделения эвтектики по границам зерен резко понижают механические свойства литой стали по сравнению с получаемыми в катаном или кованом состоянии. [48]
При исследовании макро - и микроструктуры полых слитков различных сталей и сплавов нами обнаружено два вида пор на внутренней поверхности декантированного слоя. При кристаллизации стали, сильно насыщенной газами, на декантированной поверхности образуются макропоры. Такие поры наблюдаются в полых слитках малоуглеродистых сталей, в которых растворимость газов в твердом состоянии мала. В полых слитках нержавеющих сталей, в которых растворимость газов в несколько раз больше, макропоры на внутренней поверхности, как правило, не образуются. [49]
У многих жаропрочных высоколегированных аустенитных сталей разность в температурах линии ликвидуса и солидуса достигает 100 - 200 С. При кристаллизации сталей дендриты богаты тугоплавкими составляющими. Границы кристаллов обогащены легкоплавкими хрупкими составляющими, не входящими в состав твердого раствора. Из-за таких особенностей структуры слитка при ковке с появлением растягивающих напряжений в деформируемом объеме в первую очередь может наступить разрушение между кристаллами, а не пластическая деформация самих кристаллов. [50]
Перераспределение примесей в слитке спокойной стали происходит следующим образом. При кристаллизации стали от стенок изложницы во время образования зоны столбчатых кристаллов примеси ( сера, фосфор, углерод) не успевают диффундировать из межосных пространств дендритов ( области двухфазного состояния) в область жидкого состояния, имеющую исходный состав. Поэтому в зоне столбчатых кристаллов примеси равномерно распределяются, скапливаясь лишь в межосных пространствах дендритов. Только в конце роста столбчатых кристаллов в крупных слитках наблюдается заметное обогащение примесями жидкой стали, прилегающей к фронту затвердевшей части слитка. Это происходит в результате уменьшения теплоотдачи и замедления скорости кристаллизации настолько, что диффузия примеси из межосных пространств дендритов в жидкую область становится значительной. [51]
 |
Схема строения стальных слитков. [52] |
Например, при кристаллизации стали содержание серы на границах дендрита по сравнению с содержанием в центре увеличивается в 2 раза, фосфора - в 1 2 раза, а углерода уменьшается почти на половину. [53]
Так, при кристаллизации стали фосфор образует ряд соединений с железом ( Fe3P, Fe2P, FeP и FeP2), отличающихся своей хрупкостью, кристаллы которых могут стать зародышами холодных трещин. Содержание фосфора в металле шва при дуговой сварке понизить практически не удается, так как он удаляется в окислительных шлаках, а сварочные шлаки - восстановительные. Концентрация фосфора в шве снижается только при электрошлаковой сварке. [54]
Процесс передела чугуна в сталь осуществляется в окислительной среде, например, в кислородном конвертере. Вследствие этого при кристаллизации стали образуются оксиды, выделяющиеся по границам зерен металла, что резко ухудшает его эксплуатационные свойства. [55]
Например, при кристаллизации стали содержание серы на границах дендрита по сравнению с содержанием в центре увеличивается в 2 раза, фосфора - в 1 2 раза, а углерода уменьшается почти наполовину. [56]
Кристаллизация под высоким механическим давлением способствует очищению границ зерен стали от неметаллических включений, повышению однородности структуры, что препятствует хрупкому разрушению. Ударная вязкость прессованной при кристаллизации стали 45Л выше, чем у литой в обычных условиях во всем диапазоне температур от 20 до - 80 С. Следовательно, давление при кристаллизации способствует сдвигу критической температуры хладноломкости в область низких температур. [57]
Страницы: 1 2 3 4