Строение металлического слитка

Было описано впервые Д.К. Черновым (1878г.) для стали.

Любой слиток (отливка) состоит в общем случае из 3-х кристаллических зон:

1-ая зона мелких разориентированных дендритов – корка (см. рис.3.4): при соприкосновении жидкого металла со стенками формы он быстро охлаждается; при большой степени переохлаждения возникает много зародышей, металл получается мелкозернистым. Затем, вследствие усадки, эта корка отстает от формы, форма разогревается, теплоотвод замедляется, в результате кристаллы растут из меньшего числа центров в направлении отвода тепла. Получается 2-ая зона слитка – зона столбчатых кристаллов (см. рис.3.4) – дендритов.

3-ая зона – зона крупных равноосных (округлой формы) кристаллов, получается в центре слитка, где металл наиболее горячий; при малой степени переохлаждения образуются крупные разориентированные дендриты (см. рис.3.4).

В жидком металле всегда содержится какое-то количество растворенных газов, которые при охлаждении будут выделяться, образовывая газовые пузыри и раковины. В кипящей стали, например, где выделяется при охлаждении много СО или СО₂, газовые пузыри располагаются по всему объему слитка. Жидкий металл имеет меньший объем, чем твердый, поэтому в слитках (отливках) наблюдаются усадочные раковины, которые образуются в тех местах, где металл кристаллизуется в последнюю очередь (в утолщенных местах отливки или в центре). Около усадочной раковины сосредоточены примеси, понижающие температуру плавления, т.е. наблюдается зональная ликвация (неоднородность). В стали, например, ликвируют сера и фосфор – вредные примеси. Для устранения усадочной раковины в теле слитка делают утолщенные или утепленные надставки – прибыли, где металл кристаллизуется в последнюю очередь, подпитывает слиток при усадке, а усадочная раковина перемещается в прибыль. Затем прибыль отрезают. На рис.3.4 представлена схема строения стального слитка для спокойной стали.