лизации. Чем меньше центров кристаллизации образуется в единицу времени, тем крупнее зерно. Однако ПАВ уменьшают поверхностное натяжение на границе кристалл —расплав настолько, что скорость образования новых центров кристаллизации возрастает, несмотря на одновременное увеличение энергии активации.

Модификаторами II рода служат: натрий, калий литий и висмут для алюминия и алюминиевых сплавов с кремнием; олово и сурьма для меди; бор для сталей; магний и церий для графита в чугуне.

6.3.3. Специальные методы модифицирования

Использование добавок - модификаторов - является важней­ шим, но не единственным, способом измельчения структуры метал­ лов и сплавов. Такой же эффект может быть достигнут при помощи некоторых физических воздействий на расплав во время его кристал­ лизации, а именно перемешивания, вибрации, ультразвуковой обра­ ботки, введения микрохолодильников, увеличения давления на рас­ плав и т.д.

Еще более эффективным может оказаться комплексное модифи­ цирование путем введения модифицирующих добавок и физического воздействия на кристаллизующийся расплав.

6.3.4. Виды модифицирования

По характеру конечных структурных изменений все способы модифицирования, по классификации М.В. Мальцева [9], можно све­ сти к трем видам. Эта классификация не является общепризнанной, но позволяет систематизировать влияние модификаторов на структу­ ру сплавов.

Модифицирование I вида - это изменение размеров первичных зерен (дендритов) и других продуктов первичной кристаллизации.

Металлические материалы с мелкозернистой структурой отли­ чаются повышенной прочностью и пластичностью, лучше противо­ стоят ударным нагрузкам, имеют меньшую анизотропию свойств. При затрудненной усадке отливок склонность к образованию горя­ чих трещин возрастает с ростом зерна. Оказывает влияние на горячеломкосгь и форма кристаллов. Мелкая равноосная структура гаран­ тирует существенное снижение горячеломкости. На современном

Многие литейные сплавы имеют эвтектический состав или со­ держат то или иное количество эвтектики. Строение эвтектики, фор­ ма эвтектических фаз и количественное соотношение между ними оказывают огромное влияние на механические и технологические свойства сплава. Получить желаемое строение эвтектики можно пу­ тем модифицирования. Чаще всего добиваются более тонкого строе­ ния эвтектических составляющих. Так, при кристаллизации силуми­ нов (сплавов системы алюминий - кремний) в эвтектике образуются крупные кристаллы кремния игольчатой формы (рис. 81, а). Сплавы с таким строением эвтектики имеют низкие пластические свойства. После модифицирования натрием все поле шлифа занимают мелко­ дисперсные кристаллики кремния на светлом фоне дендритов твер­ дого раствора кремния в алюминии (рис. 81,6).

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое зерно?

2.Почему границы зерен оказывают влияние на свойства

сплавов?

3.Какая связь между свойствами сплава и размером дендрит­ ных кристаллов и ячеек?

4.Что понимают под микростроением отливок?

5.Какая связь между дендритным кристаллом и дендритной

ячейкой?

6. Какие зерна называют первичными, а какие вторичными?

7.Как образуются вторичные границы зерен в сплавах?

8. Что такое модифицирование?

9. Как воздействуют на кристаллизацию модификаторы I

иИ рода?

10.Какие методы воздействия на расплав, кроме введения мо­ дификаторов, можно отнести к модифицированию?

11.Приведите примеры модифицирования промышленных

сплавов.

7. ЛИКВАЦИЯ В СПЛАВАХ

Ликвацией называется неоднородность химического состава за­ твердевшего сплава. Ликвация может наблюдаться как в пределах одного зерна, так и в различных участках отливки. В соответствии

с этим различают микро- и макроскопическую ликвацию. Внутрикристаллическая (микроскопическая) ликвация появляется в ходе дендритной кристаллизации.

Химический состав сплава по осям дендритов и в промежутках между ними имеет существенные отличия. Это явление называется дендритной ликвацией. Макроскопическая ликвация является ре­ зультатом сложных перемещений кристаллов и остатков жидкой фа­ зы, различающихся по составу, в объеме отливки. Такая ликвация на­ зывается зональной. Она характеризуется неоднородностью состава в различных зонах отливки. Ликвацией обычно называют и сам про­ цесс формирования неоднородного химического состава. Жидкая фа­ за, обогащенная ликвирующим элементом, называется ликватом.

Главной причиной ликвации является неравновесность и изби­ рательность процесса кристаллизации. Кристаллы и жидкая фаза

входе кристаллизации всегда отличаются по составу друг от друга и от исходного расплава. Из-за неполноты диффузии компонентов

вкристаллах и жидкости это местное различие химических составов сохраняется в твердом сплаве. В большинстве случаев ликвация ухудшает физико-механические и эксплуатационные свойства отли­ вок, поэтому необходимо знать механизм ее возникновения и методы

ееустранения.

Вколичественном отношении ликвация характеризуется степе­

нью ликвации ДСЛ. Ее оценивают по максимальной абсолютной или относительной разности концентраций компонентов и примесей сплава. Так, при оценке зональной ликвации какого либо /-го элемен­ та в определенной зоне отливки можно использовать либо отноше­ ние концентраций ДСЛ= С,/С,0, либо их разность ДСЛ= С, - С,0 (где С, - концентрация элемента в локальной зоне, а С,0 - средняя концен­ трация этого элемента в сплаве). Оценка дендритной ликвации может быть произведена по абсолютной разнице в составе осей и ветвей дендритов и промежутков между ними или по отношению этой раз­ ницы к среднему составу сплава: ДСЛ= (С,лах - Ст\п)!С0

Количественные и качественные показатели того или иного ви­ да ликвации в отливке могут быть получены экспериментальным пу­ тем. Изучение ликвации должно включать в себя определение кон­ центрации компонентов в микрообъемах и измерение количества из­ быточных составляющих, что представляет собой достаточно