Lichidarea este un concept care prea des poate fi întâlnit în metalurgie, chimie, mai precis — geochimie. Pentru piesele turnate din metal, are consecințe negative, de aceea necesită o atenție deosebită la unele nuanțe ale procesului tehnologic care previn apariția sa.
Ce este acest fenomen?
Lichiditatea este în știința materialelor eterogenitatea. Termenul este preluat din latinescul „liquatio”, care înseamnă „lichefiere în topire”. Adică, se referă la desemnarea procesului de separare a componentelor compoziției în topitură sau în soluție. Această eterogenitate poate fi chimică sau structurală.
Atunci când studiem acest fenomen, esența și consecințele sale, ar trebui să începem prin a sublinia faptul că se disting două tipuri — lichidarea dendritică și zonală. Și în continuare le vom lua în considerare separat.
Lichidarea dendritică
În metalurgie, tipul dendritic este mult mai des observat. Aceasta este formarea de cristale într-o soluție solidificată. Acest tip de neomogenitate este rezultatul tranziției selective neuniforme a topiturii în formă solidă, precum și al timpului insuficient pentru ajustarea difuză a compoziției chimice a particulelor cristalizate. Din păcate, condițiile reale sunt într-adevăr caracterizate de fenomenul de cristalizare în neechilibru, care se explică prin faptul că cristalele care trebuie să crească volumetric pentru corecție pur și simplu rămân în urma procesului de cristalizare. Ca urmare, apare următoarea imagine: baza miezului cristalin este o componentă refractară, în timp ce toate părțile exterioare sunt constituite din componente care scad punctul de topire.
O caracteristică specială este faptul că, cu cât un aliaj turnat într-o matriță de turnare se solidifică mai repede, cu atât mai vizibilă va fi lichidarea dendritică în final. De aici concluzia că este posibil să se prevină apariția lichidării prin reducerea vitezei de răcire/durire. De exemplu, acest lucru se poate realiza prin încălzirea matrițelor în care se toarnă topitura și prin scăderea treptată a temperaturii de încălzire.
Teoretic este exact așa, dar în practică s-a verificat că această metodă presupune un consum prea mare de energie, iar ca efect secundar nedorit poate provoca procesul de dezvoltare a celui de-al doilea tip de lichefiere — zonală. Astfel, această metodă este recunoscută ca fiind irațională din punct de vedere economic. În prezent, această problemă este rezolvată mai simplu prin recoacerea prin difuzie a lingourilor după turnare, care necesită expunerea la temperaturi ridicate și apoi un timp de menținere prelungit.
Lichidarea metalică dendritică este un proces care are consecințe negative, mai ales dacă duce la apariția unei componente eutectice în structură. Aceasta duce la:
- deteriorarea rezistenței la coroziune;
- o deteriorare semnificativă a ductilității;
- dificultăți în tratamentul ulterior sub presiune;
- instabilitatea structurii, care afectează negativ aproape toate proprietățile mecanice.
Care este diferența dintre zonal?
Lichidarea zonală este o neomogenitate care apare atunci când topitura se stratifică, chiar și atunci când este în stare lichidă, din cauza densităților diferite ale elementelor sale constitutive. În acest caz, metalele dense și grele se deplasează în partea inferioară a piesei turnate, iar metalele ușoare se deplasează în jumătatea superioară. Ca urmare, compozițiile chimice sunt diferite peste tot, ceea ce înseamnă că lingoul începe, de asemenea, să se solidifice diferit. O astfel de lichefiere poate fi prevenită prin agitarea topiturii și răcirea rapidă.
Acum aveți o idee despre ce este lichefierea în știința materialelor și metalurgie, cum este ea periculoasă și cum poate fi prevenită.
