48. Ликвационные процессы в отливках. Виды дефектов, возникающие в результате ликвации компонентов в сплаве.

Ликвацией называется неоднородность химического со­става сплава, возникающая в результате отклонения условий кристалли­зации от равновесных. Различают следующие виды ликвации внутрикристаллическая (дендритная) - неоднородность химиче­ского состава в пределах микрозерна, выросшего из одного центра.; зональная - неоднородность химического состава в макрообъе­мах по сечению отливки;

Внутрикристаллическая (дендритная) ликвация в сплавах эвтек­тического типа приводит к существенным изменениям в структуре и свойствах. Эвтектика обычно состоит из твердого раствора и интерметаллидов. Увеличение количества эвтектики в структуре вследствие ликвации приводит к повышению твердости сплава. Кроме того, неравновесная эвтектика, образующаяся по границам верен твердого раствора, резко снижает комплекс пластических свойств сплава. В этом случае целесо­образно применить гомогенизирующий отжиг - нагрев и длительную выдержку сплава при температуре, близкой к солидусу, с целью расса­сывания неравновесных выделений и выравнивания химического соста­ва в пределах микрозерна. Гомогенизирующий отжиг значительно улучшает пластичность сплавов.

Зональная ликвация - неоднородность химического состава в макрообъемах отливки, имеет общую физико-химическую основу с дендритной ликвацией: в сплаве первоначально в результате дендрит­ной ликвации образуется легкоплавкий ликват, а затем из-за конкрет­ных особенностей формирования отливки ликват различным образом распределяется по сечению отливки, создавая ликвационные зоны раз­ной конфигурации. Именно поэтому зональная ликвация подробно рас­сматривается в курсе теории формирования отливки.

Прямая ликвация заключается в повышении концентрации ком­понентов или примесей в центральных участках отливки. Это происхо­дит вследствие оттеснения ликвата фронтом растущих кристаллов и особенно отчетливо наблюдается при последовательном затвердевании. В других случаях ликват захватывается осями растущих дендритов, в результате чего возрастает макронеодно­родность строения отливки. В поверхностном слое отливки прямая лик­вация незначительна или отсутствует (вследствие быстрого охлажде­ния); за поверхностным слоем располагается протяженная зона «отри­цательной» ликвации со средней концентрацией ликвирующего компо­нента немного ниже С₀; в осевой части имеется зона резко повышенной концентрации ликвирующего компонента (рис. 3.8). Величина осевой ликвации зависит не только от значения К_р и развития диффузии в твер­дой и жидкой фазах, но и от перемешивания расплава на фронте кри­сталлизации, что способствует увеличению АС_Л в осевой зоне.

В центральной зоне отливки при прямой ликвации можно выде­лить дефекты, называемые V-образной осевой ликвацией (рис. 3.9), а рядом с осевой зоной - дефекты, называемые Л-образной внеосевой ли­квацией, или «усами» (рис. 3.10). Единого мнения о механизме возник­новения этих дефектов нет. Обычно их связывают с усадочными пере­мещениями жидкой фазы. Локальное повышение концентрации может иметь также вид пятен неопределенной формы. Особенно часто пятна располагаются под усадочной раковиной.

С увеличением скорости охлаждения отливки прямая ликвация уменьшается; сокращается предельная разность концентраций в зонах и протяженность ликвационных зон. При некоторой скорости охлаждения прямая ликвация оказывается полностью подавленной и достигается однородностью химического состава в макрообъемах (но не в микро­объемах).

Дефекты: газовая пористость; ликвационные наплывы.