Ликвация — это понятие, с которым слишком часто можно столкнуться в металлургии, химии, точнее — геохимии. Для металлических отливок оно носит негативные последствия, поэтому требует особого внимания к некоторым нюансам технологического процесса, предупреждающим его возникновение.
Что это за явление?
Ликвация — это в материаловедении неоднородность. Термин взят от латинского «liquatio», что в переводе означает «разжижение в плавлении». То есть речь идёт об обозначении процесса разделения компонентов состава в расплаве или в растворе. Данная неоднородность может быть как химической, так и структурной.
При изучении данного явления, его сути и последствий, начать следует с выделения того, что выделяются два вида — дендритная и зональная ликвация. И далее рассмотрим их по отдельности.
Дендритная ликвация
В металлургии намного чаще наблюдается дендритный вид. Это образование кристаллов в затвердевшем растворе. Данный вид неоднородности является результатом выборочного неравномерного перехода расплава в твёрдую форму, а также недостаточностью времени для диффузной корректировки химического состава закристаллизовавшихся частиц. К сожалению, для реальных условий действительно характерно явление неравновесной кристаллизации, что объясняется тем, что кристаллы, которые должны вырасти объёмно для корректировки, попросту отстают от кристаллизационного процесса. В итоге получается такая картина: основа кристаллической сердцевины – тугоплавкий компонент, а все наружные части состоят из понижающих температуру плавления составляющих.
Отдельной особенностью можно назвать факт того, что чем быстрее затвердевает вылитый в разливочную форму сплав, тем заметнее окажется в итоге дендритная ликвация. Отсюда напрашивается и такой вывод, что предупредить развитие ликвации можно путём снижения скорости остывания/затвердения. К примеру, для этого можно подогревать формы, в которые разливается расплав, и постепенно понижать температуру подогревания.
Теоретически – это именно то, но на практике проверено, что данный способ влечёт слишком большой расход энергии, а в виде побочного нежелательного эффекта может вызвать процесс развития второго типа ликвации – зональной. Таким образом, данная методика признана экономически нерациональной. На сегодняшний день решается данная проблема более просто – проведением диффузионного отжига слитков после разлива, для чего требуется воздействие высокой температуры, а затем продолжительная выдержка.
Дендритная ликвация металла — это процесс, дающий негативные последствия, особенно, если в результате него в структуре появится эвтектическая составляющая. Это приводит к:
- ухудшению стойкости к коррозии;
- значительному ухудшению пластичности;
- затруднению последующей обработки давлением;
- нестабильности структуры, которая отрицательно влияет практически на все механические свойства.
Чем отличается зональная?
Зональная ликвация — это та неоднородность, возникновение которой наблюдается на фоне расслоения расплава, ещё тогда, когда он в жидкообразном состоянии, что происходит вследствие разной плотности составляющих его элементов. При этом в нижнюю часть отливки перемещаются плотные и тяжёлые металлы, а лёгкие переходят в верхнюю половину. В итоге – везде разные химсоставы, а значит, застывание слитка тоже начинает происходить по-разному. Такую ликвацию можно предупредить перемешиванием расплава и быстрым охлаждением.
Теперь вы имеете представление о том, что такое ликвация в материаловедении и металлургии, чем опасна и как предупреждается.
