
分析无缝钢管在固相和液相中产生选分结晶的原因
作者:www.hxtgcgs.com 发布时间:2021/2/20 11:02:11 浏览次数:
无缝钢管结晶的形成原因
合金凝固时,由于溶质在固相中和在液相中的溶解度不同,而产生选分结晶(也称脱溶或液析)现象。即伴随结晶的进行,在凝固前沿不断有溶质析出。
树枝晶生长
晶体生长方式,即凝固前沿推进的方式取决于凝固前沿组成过冷的大小。当组成过冷从无到有、由小变大时,凝固前沿将由平滑无组织状态演变为胞状直至树枝状、内生生长。对于Q345D无缝钢管的实际凝固条件下,在大部分凝固期间,凝固前沿是以树枝状或内生状态生长,**终得到树枝状晶的晶体结构。晶体总是以原子排列**紧密的面与液相接触,以使表面能**小。对面心立方晶格的γ一Fe来说,密排面为{111}面,所以开始析出的晶体呈八面体外形。
随着结晶的进行,由于选分结晶在凝固前沿形成溶质富集层,这时晶体便从表面溶质浓度富集较少的部位—八面体的顶端沿[111]方向凸出生长,形成树枝晶的一次轴(主干)。接着,一次轴沿八面体的棱边——溶质浓度次低处优先长粗。当一次轴表面处组成过冷进一步增加时,又会在一次轴晶体缺陷处形成与一次轴相垂直的二次枝晶——二次轴。随后还可能形成三次枝晶、四次枝晶等,每个晶干不断长粗和长出更高次枝晶,直至彼此相遇,**后充满整个树枝晶各枝干间,形成一个晶粒。
根据生长方式的不同,可得到3种不同形状的树枝晶:
(1)柱状晶。只有一个方向上的一次轴得到突出发展的树枝状晶。该一次轴称为主轴。当组成过冷小时,枝晶状长大所得到的柱状晶,二次枝晶不发达,类似于棒状晶。随着组成过冷的增加,柱状晶的高次枝晶逐步得到发展。
(2)等轴晶。各方向都得到较均匀发展的树枝状晶。只有内生生长时才形成等轴晶。
(3)粒状晶。枝晶不发达的树枝状晶,也称球雏晶。只有在散热强度极小时,如Q355D无缝钢管和铸件的热中心处才可见到粒状品。
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