Контрольная работа по материаловедению на тему Бинарные Системы

2.1. Ликвация — это неоднородность химического состава сплава, возникающая в процессе его кристаллизации или затвердевания. Она проявляется в виде обогащения отдельных участков сплава определенными компонентами (элементами или фазами) по сравнению с средним составом. Это приводит к образованию микро- или макроскопических областей с различными физическими и механическими свойствами.
Виды ликвации:
Ликвацию классифицируют по нескольким признакам:
- По масштабу:
- Микроликвация: Неоднородность состава на микроскопическом уровне (в пределах отдельных кристаллов или зерен). Выявляется с помощью микроскопических исследований.
- Макроликвация: Неоднородность состава на макроскопическом уровне (в пределах всего отливка или значительной его части). Видна невооруженным глазом или с помощью лупы.
- По форме:
- Дендритная ликвация: Неоднородность состава внутри дендритов (кристаллических ветвей), образующихся при кристаллизации. Обычно это микроликвация.
- Интердендритная ликвация: Неоднородность состава в междендритном пространстве. Может быть как микро-, так и макроликвацией.
- Пленчатая ликвация: Образуются пленки обогащенного компонента между кристаллами.
- Зональная ликвация: Неоднородность состава в разных зонах отливки, обусловлена неравномерностью охлаждения.
- По механизму:
- Ликвация кристаллизации: Возникает в процессе кристаллизации из-за разной растворимости компонентов в твердом и жидком состояниях.
- Ликвация диффузионная: Возникает после окончания кристаллизации из-за недостаточно быстрой диффузии атомов, необходимой для выравнивания состава.
Причины возникновения ликвации. Основными причинами ликвации являются:
- Разница в температурах плавления компонентов сплава: Компоненты с более низкой температурой плавления концентрируются в последних затвердевающих участках.
- Ограниченная скорость диффузии атомов в твердом состоянии: При быстром охлаждении атомы не успевают перераспределиться, что приводит к неоднородности состава.
- Неравномерное охлаждение отливки: Различные участки отливки охлаждаются с разной скоростью, что приводит к образованию зон с различным составом.
- Химический состав сплава: Чем больше разница в содержании компонентов, тем выше вероятность ликвации.
- Скорость кристаллизации: Быстрая кристаллизация способствует ликвации, так как атомы не успевают перераспределиться.
- Наличие примесей: Примеси могут замедлять диффузию и усиливать ликвацию.
- Форма и размеры отливки: Сложная форма и большие размеры отливки увеличивают вероятность ликвации из-за неравномерного охлаждения.
- Технология производства: Неправильно подобранные параметры литья (температура, скорость заливки, форма) могут способствовать возникновению ликвации.
Влияние ликвации: Ликвация негативно влияет на механические свойства материала, снижая его прочность, пластичность, ударную вязкость и коррозионную стойкость. В некоторых случаях ликвация может приводить к образованию трещин и других дефектов. Поэтому борьба с ликвацией является важной задачей металлургии. Методы борьбы включают оптимизацию химического состава сплава, регулирование скорости охлаждения, применение специальных технологических приемов литья и термообработки.