Строение слитка

При кристаллизации из жидкого состояния первостепенное значение имеют:

– скорость и направление отвода тепла;

– наличие нерастворимых частиц;

– конвекционные токи жидкости.

В направление отвода тепла кристалл растет быстрее.

Структура слитка состоит из трех зон:

1 зона – наружная мелкозернистая корка, состоящая из дезориентированных мелких кристаллов – дендритов. При соприкосновении с изложницей возникает резкий градиент температур – в результате образуется большое количество центров кристаллизации.

2 зона – зона столбчатых кристаллов. Условия теплоотвода меняются, уменьшается степень переохлаждения стали. Кристаллы растут в направлении отвода тепла. В этой зоне металл более плотный, он содержит меньше раковин и газовых пузырей. Однако места стыка обладают малой прочностью.

3 зона – зона равноосных кристаллов. В центре слитка нет определенной направленности отдачи тепла. Температура застывающего кристалла почти уравнивается. В результате образуется равновесная структура.

Жидкий металл имеет больший объем, чем закристаллизовавшийся. Поэтому в процессе кристаллизации образуются пустоты – усадочные раковины.

Спокойная сталь содержит усадочные раковины в верхней части.

Кипящая – во всем объеме.

2) дефекты, нарушающие сплошность материала (усадочную раковину, рыхлость, поры, газовые пузыри и пустоты, трещины и т.д.);

3) химическую неоднородность (ликвацию) в распределении серы, фосфора и углерода;

4) волокнистую структуру (волокна-деформированные зерна) деформированного металла после обработки давлением (ковки, штамповки, прокатки и т.д.) (рисунок 8);

Рисунок 8. Макроструктура поковки полуоси

5) качество сварки и макродефекты сварного шва (рисунок 9).

Рисунок 9. Макроструктура сварного соединения

С помощью макроанализа макрошлифов, подвергнутых травлению реактивом Гейна можно установить вид предшествующей обработки конструкционных материалов (литье, резание, ковка, прокатка, сварка), определить качество и тип сварки, выявить дефекты, нарушающие сплошность материала, и ликвацию фосфора и углерода, а также сера, поскольку характер распределения серы, фосфора и углевода почти одинаков.

Реактивы поверхностного травления более сильно воздействуют на участки с более развитой и активной поверхностью, т.е. те, где имеются дефекты несплошности; на участки, обогащенные углеродом и фосфором; на межосные зоны дендритов литого материала и граничные зоны волокон деформированного материала. Поэтому после травления указанные участки протравливаются более глубоко и окрашиваются в темный цвет.

Вывод: Макроструктурный анализ проводится с целью изучения макроструктуры и выявления макродефектов конструкционных материалов.

Порядок проведения лабораторной работы.

1. Изучить изломы (фрактографию) представленных образцов, дать эскиз и характеристику каждого излома.

2. Определить структуру и дать эскиз деформированного материала после поковки и прокатки.

Дата добавления: 2015-07-25