Lichidarea metalelor este un concept destul de cunoscut, întâlnit în industria metalurgică, fizică, chimie (inclusiv geochimie). De fapt, acesta denumește un proces special în care există o separare (stratificare) a substanțelor din topitură, care duce în cele din urmă la eterogenitatea compoziției chimice în părțile individuale ale piesei turnate. Dar, de asemenea, în terminologia metalurgică există un astfel de concept ca „lichidarea dendritică”, cum diferă și care sunt caracteristicile sale — aceasta este o întrebare separată.
Lichidarea dendritică a metalului: esența procesului
Pentru a explica ce este lichefierea dendritică a metalelor, merită să începem cu faptul că aceasta este rezultatul cristalizării dendritice propriu-zise, care duce la formarea de granule cu o structură dendritică cristalină complexă și la apariția unei eterogenități nedorite în compoziția chimică a aliajelor.
Spre deosebire de metalele pure, cristalizarea aliajelor nu depinde de atingerea unei anumite temperaturi, ci are loc într-un anumit interval de temperatură. Această trăsătură este caracteristică tuturor aliajelor, cu excepția celor eutectice. Acest lucru se datorează faptului că elementele de aliere și impuritățile scad semnificativ temperatura de cristalizare a topiturii, cu toate acestea, axele dendritice, care s-au format anterior în timpul cristalizării la o valoare mai mare a temperaturii, încep procesul de cristalizare din metalul pur.
Apoi, în timpul în care temperatura începe să scadă activ, axele nu au nicio problemă în a deplasa atomi de impurități și de elemente de aliere în zonele interstițiale. Ca urmare, cristalizarea completă se finalizează la o temperatură și mai scăzută.
Un alt aspect important de remarcat aici este că tendința unui aliaj de a se lichida dendritic în timpul turnării va fi mult mai mare în funcție de cât de largă este gama de temperaturi de cristalizare.
Rezultatul lichidării și măsurile de control
Lichefierea aliajelor este de fapt un fenomen nedorit, deoarece creează multe probleme și aspecte negative din cauza:
- proprietăți neomogene ale produsului finit și incapacitatea de a garanta rezistența maximă;
- solidificare neuniformă;
- fragilitatea crescută a lingourilor mici și a pieselor turnate mari din cauza diferențelor de compoziție la limitele cristalitelor și în spațiile inter-axiale.
Procesul de lichefiere trebuie să fie ținut sub control strict. Pentru a îmbunătăți situația și a elimina sau a reduce fenomenul nedorit, produsul finit poate fi supus unei recoaceri de omogenizare (o metodă adecvată pentru cupru, inele de alamă etc.).
Rețineți că un factor semnificativ pentru proprietățile de rezistență ale aliajelor turnate este dispersia structurii, iar cele cu dispersie fină au calități mecanice și tehnologice mai bune decât cele cu dispersie grosieră. Prin urmare, metalurgia încearcă întotdeauna să obțină piese turnate cu structuri cu granulație fină prin ajustarea temperaturilor de răcire pentru a oferi limitele de cristalizare dorite.
Măcinarea structurii dendritice este posibilă datorită efectului ultrasunetelor, câmpului magnetic, modificatorilor speciali asupra aliajului lichid.
