Acél dendrit növekedés

Jun 14, 2023

A kristálynövekedési mód, vagyis a megszilárdulási front előrehaladásának módja a megszilárdulási front által alkotott alulhűtés nagyságától függ. Amikor az alulhűtés összetétele a semmiből és kicsiről nagyra nő, a megszilárdulási front sima és rendezetlen állapotból sejtes, dendrites és endofita növekedéssé válik. Az acélöntvények tényleges megszilárdulási körülményei között a megszilárdulási periódus nagy részében a megszilárdulási front dendrites vagy endogén állapotban növekszik, és végül megkapja a dendrites kristályok kristályszerkezetét. A kristályok mindig az atomok legközelebbi elrendezésű felületén érintkeznek a folyadékfázissal, a felületi energia minimalizálása érdekében. Lapközpontú köbös rács Fe esetében a szorosan egymásra épülő sík {111} sík, tehát a kiválásnak induló kristály oktaéder alakú. A kristályosodás előrehaladtával, mivel a frakcionált kristályosodás oldottanyag-dúsító réteget képez a megszilárdulás elején, a kristály az oktaéder tetejéről, a felületen kevésbé dúsított oldottanyag-koncentrációjú részből fog kinőni az irány mentén [111], a dendrit elsődleges tengelye (törzs). Ezután az elsődleges tengely elsősorban az oktaéder – az oldott anyag koncentrációjának alsó része – széle mentén nő és sűrűsödik. Amikor a primer tengely felületén az összetétel aláhűtése tovább növekszik, az elsődleges tengely kristálytani hibáján az elsődleges tengelyre merőleges szekunder dendrit szekunder tengely jön létre. Ezt követően lehetőség van harmadlagos dendritek, kvaterner dendritek stb. kialakítására, ahol minden kristályszár folyamatosan vastagodik és magasabb rendű dendriteket termel, amíg nem találkoznak egymással. Végül a teljes dendrit az ágak közé töltődik, szemcsét képezve.
Különböző növekedési módszerek szerint három különböző alakú dendrit nyerhető:
(1) Oszlopos kristályok. Csak az egyik irányú elsődleges tengely hoz létre kiemelkedő dendrites kristályokat. Ezt az elsődleges tengelyt orsónak nevezzük. Ha a kompozíciót alulhűtik, dendrites növesztéssel oszlopszerű kristályok keletkeznek, és nem fejlődnek ki másodlagos dendritek, hasonlóan a rúd alakú kristályokhoz. A kompozíció túlhűtésének növekedésével az oszlopos kristályok magasabb rendű dendritjei fokozatosan fejlődnek ki.
(2) Egyensúlyú kristály. Minden irányban viszonylag egyenletes fejlődésű dendrites kristályok. Egyensúlyú kristályok csak az endogenetikai növekedés során keletkeznek.
(3) Szemcsés kristályok. Fejletlen dendrites kristályok, más néven szferulitok. A szemcsés termékek csak akkor láthatók az acélöntvények és öntvények hőközpontjában, ha a hőleadás intenzitása rendkívül alacsony.

Akár ez is tetszhet