дендритная ізоляція

Ізоляція - це неоднорідність виливки за складом.
У литих сплавах можна спостерігати кристали різного складу. У деяких сплавах під час кристалізації може виникнути ізоляція або в мікромасштабі (дендритная ізоляція), або в боль¬шем масштабі, такому як масштаб виливки або злитка (макроліквація).

Малюнок 1. Дендритна структура на зламі зразка силуміну Al-5% Si, стереомикроскоп (а) і дендритная ізоляція в тому ж силуміну, шліф, оптичний мікроскоп (б); лиття в землю.

Малюнок 2. Схема кристалізації при утрудненою дифузії (Шредер А. Розе А. Металографія заліза.).

Такий варіант кристалізації показаний для сплаву Al-Cu. На рис.3 показана структура цього сплаву в литому стані, без будь-якої термічної обробки. Білі ділянки - це ділянки дендритів, закристалізуватися першими. У них можна розрізнити дендритні осі 2-х порядків, склад їх, звичайно, може трохи відрізнятися, але по мікроструктурі цього не видно. Крім центральної білої можна виділити ще 2-3 зони всередині кожного зерна за кольором. На збільшеної фотографії видно кілька краще (рис.3, б). Кристалізація йшла навколо первинного дендрита шарами. Всього візуально можна виділити 3 зони (номера на рис. 3, б), плюс в межах (междендрітное простір) є ще щось.

Малюнок 3. Дендритна ізоляція в сплаві Al-4% Cu.

Малюнок 4. Схема кристалізації при повній дифузії.

Малюнок 5. Структура силуміну Al-5% Si; лиття в кокіль

Мікроліквація в стали 40ХН2МА показана на рис. 6. Після лиття сталь охолоджували досить швидко. В результаті сформувалися дендрити зі структурою Видманштеттена (рис.6, а). У междендрітних просторах сконцентрувалися домішки, в даному випадку сульфіди (рис.6, б).

Малюнок 6. Ліквація в стали 40ХН2МА.

Чим погана така структура? Після деформації, як правило, формуються волокна, витягнуті уздовж напрямку деформації (рис. 7, а). Цей дефект носить назву полосчатость. Смуги різного кольору - це смуги різного складу. В процесі деформації між ними можуть формуватися тріщини (рис. 7, б).

Малюнок 7. Структура стали 40ХН2МА після опади (а) і тріщини, що сформувалися в процесі деформації.

Як боротися з ліквацією? Можна за допомогою гомогенізуючої відпалу. Нижче показана структура сплаву після гомогенізації. загартування і старіння. Ликвацию можна знизити (рис.8, а), а можна і практично прибрати (рис.8, б). В останньому випадку зерна сплаву мають кілька різний колір. Це вже не ізоляція. Зерна по-різному орієнтовані в просторі, і, отже, фарбуються травяно реактивом по-різному. Виділення по тілу зерна - упрочняющая фаза складу CuAl2.