Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Ликвация — это неоднородность химического состава сплава, возникающая при кристаллизации из-за разной растворимости компонентов в жидкой и твёрдой фазах. В слитках и отливках ликвация ухудшает механические свойства, поэтому её виды, методы оценки и приёмы устранения входят в обязательный технологический контроль.
В металловедении ликвация это отклонение фактического содержания компонентов от среднего состава сплава в разных участках затвердевшего металла. Различают неоднородность в пределах одного зерна, между зёрнами и в масштабе всего слитка.
Физическая причина — коэффициент распределения примеси между фазами k = Cₛ/Cₗ. При k < 1 первый затвердевающий металл беднее примесью, а оставшаяся жидкость ею обогащается; при k > 1 — наоборот. Распределение описывается уравнением Шейля для условий неполной диффузии в твёрдой фазе.
Последствия ликвации: снижение пластичности и ударной вязкости, появление полос и строчечности в прокате, склонность к трещинообразованию, понижение коррозионной стойкости и неравномерная прокаливаемость.
Кристаллизация развивается от стенок изложницы или формы к центру. По мере роста столбчатых и равноосных кристаллов жидкость в межосных пространствах обогащается отталкиваемыми примесями. Конвективные потоки расплава переносят обогащённую жидкость в верх и центр слитка.
На скорость и масштаб ликвации влияют скорость охлаждения, интервал кристаллизации сплава, плотность фаз и геометрия слитка. Чем шире температурный интервал затвердевания, тем сильнее проявляется неоднородность.
В литейном производстве и металлургии выделяют три уровня неоднородности.
Неоднородность в пределах одного дендрита. Оси дендрита беднее примесями, межосные участки — богаче. Масштаб — десятки и сотни микрометров. Это единственный вид ликвации, устраняемый термической обработкой — гомогенизирующим отжигом.
Неоднородность в масштабе всего сечения слитка или отливки. Различают:
Локальные каналы обогащённого расплава в крупных стальных слитках. По форме различают A-сегрегации (наклонные шнуры) и V-сегрегации (осевые цепочки в виде «галочки»). Возникают из-за усадочной конвекции в двухфазной зоне между дендритами.
Подход зависит от вида ликвации: одни методы работают на стадии плавки и разливки, другие — после затвердевания.
Гомогенизирующий (диффузионный) отжиг — единственный способ устранить дендритную микроликвацию. Для стальных слитков проводится при 1100–1200 °C с выдержкой от 8 до 50 часов в зависимости от массы. Для алюминиевых сплавов — при 480–530 °C, для медных — при 700–850 °C.
Важно: зональную и внеосевую ликвацию термообработкой устранить нельзя — масштабы диффузии несоизмеримы. Эти дефекты предотвращают только на этапе плавки и затвердевания.
Неоднородность выявляют разрушающими и неразрушающими методами.
Вывод. Ликвация — неизбежное следствие неравновесной кристаллизации, проявляющееся на трёх масштабах: внутри дендрита, в сечении слитка и в виде локальных каналов. Дендритную микроликвацию устраняет гомогенизирующий отжиг при 1100–1200 °C для стали, тогда как зональную и внеосевую неоднородность предотвращают только металлургическими и технологическими приёмами. Грамотный выбор схемы плавки, разливки и контроля по ГОСТ 10243 обеспечивает требуемую химическую однородность ответственных заготовок.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.