Разницу между макро- (состав глубинных и наружных слоев материала) и микрообъемами (внутрикристаллический состав) называют ликвацией. Чаще всего встречается дендритная и зональная ликвация, характерная для наружных и глубинных слоев слитков в горизонтальном сечении и верхних и нижних частей в вертикальном сечении.
Суть ликвации
Ликвация в материаловедении — термин, часто использующийся в металлургии при производстве легкоплавких и тугоплавких металлов, как обозначение неоднородности химсостава полученного сплава, образующейся при его кристаллизации. Этот параметр важен для сложносоставных сталей, а его возникновение обусловлено тем, что в отличие от однородных чистых металлов кристаллизация сплавов происходит в определенном температурном промежутке.
По мере остывания состав может существенно отличаться от маточного раствора, и чем длительнее этот интервал, тем сильнее развивается ликвация. Причем отмечается взаимосвязь компонентов сплава, определяющих температурный интервал кристаллизации на степень ликвации полученной стали: чем выше их концентрация, тем выше показатель ликвации, тем хуже свойства полученного металла, таких элементов как:
- сера;
- кислород;
- углерод;
- фосфор и пр.
Типы ликвации
Ликвация классифицируется двумя основными видами: зональная и дендритная, или внутрикристаллическая. Что такое ликвация зонального типа? Явление встречается в разных формах, но чаще всего выражено обогащением наружных слоев слитков компонентом, влияющим на повышение температуры кристаллизации сплава. Такую ликвацию называют прямой, возникающей в результате естественного хода процесса кристаллизации металла в изложнице, которому характерно формирование сначала наружных, а затем внутренних слоев. Данная последовательность снижает концентрацию вещества, оказывающего влияние на снижение температуры кристаллизации, что и вызывает неоднородность сплава.
Опытным путем было доказано, что неоднородность структуры в длительно охлаждающихся слитках больших размеров выше, чем в небольших, но охлаждающихся быстрее. Гораздо реже, но все же, встречается такое явление как обратная ликвация, когда наружная часть слитка обогащена примесями, понижающим температурный показатель кристаллизации сплава. По мнению специалистов, этот процесс обусловлен давлением внутри заготовки, обусловленным выделением газов по междендритным каналам из расплава к поверхности слитка.
Ликвацию нельзя устранить ни горячей пластической деформацией, ни диффузионным отжигом. Проблема отчасти устраняется формированием конфигурации слитка и созданием определенных условий для их равномерного охлаждения.
Ликвация внутри кристаллов или дендритная — неоднородность, возникающая внутри зерен в фазе кристаллизации. В материаловедении акцент делается на то, что в процессе остывания сплавов меняется химсостав кристаллов и происходит это избирательно, за счет диффузионных процессов. Соответствие первичному составу сплава достигается лишь после равновесного процесса охлаждения слитков.
