Ликвация

ЛиквацияЛИКВАЦИЯ, процесс концентрации некоторых составных частей жидкого сплава при его охлаждении в той части, которая застывает последней, и вызываемая этим процессом неоднородность твердого сплава. Застывание металлических сплавов чаще всего происходит не при одной определенной температуре, а в интервале температур, причем кристаллы, выделяющиеся в начале застывания, имеют иной состав, чем кристаллы последующих и конечных стадий застывания. Первые кристаллы имеют тенденцию обособляться от жидкой части сплава: они то всплывают на поверхность вследствие своей легкости, то оседают на дно вследствие большого удельного веса, то нарастают на стенках вместилища. В результате получается неоднородное распределение структурных элементов по сечению застывшего слитка, неоднородность химического состава, а в связи с этим и всех других его свойств.

Ликвация может быть обнаружена микроскопически на отшлифованных сечениях слитков путем соответствующего травления их, причем первично застывшие части, содержащие обычно меньшее количество легкоплавких компонентов, травятся иначе, чем застывшие в конце затвердевания. Нередко ликвация заметна уже на глаз - по неоднородности цвета обработанных поверхностей отливок, а иногда и изломов. Так например, медно-оловянные сплавы (бронзы), нормальный цвет которых желтый с красноватым оттенком, часто обнаруживают белые пятна богатого оловом сплава (так называемые оловянные пятна), причем в центральных частях отливки (или слитка) таких пятен больше, чем на периферии.

Ликвации наиболее сильно проявляется при медленном охлаждении. Однако не все сплавы одинаково могут ликвировать; например, медь с цинком (латунь, томпак), золото с серебром, золото с медью - не ликвируют или дают ликвацию очень незначительную, даже при очень медленном охлаждении. С другой стороны, например, сплавы свинца с цинком или меди со свинцом настолько сильно ликвируют, что получить б. или м. однородную отливку невозможно, в особенности, если свинец входит в состав сплава в б. или м. значительном количестве. Заметно ликвируют сплавы цинка с оловом, меди с серебром, свинца с оловом и меди с оловом. В стали также обнаруживается ликвация элементов, входящих в ее состав; так, в центральных и верхних частях слитков всегда содержится большее количество С, Р и S. В бронзе в тех же частях наблюдается повышенное содержание Sn и Аl. Нередко в сплавах, особенно цветных, наблюдается т. н. обратная ликвация, выражающаяся в накоплении примесей на периферии слитка. Это явление, не вполне объясненное, по-видимому зависит от чрезмерной скорости кристаллического роста первичных кристаллов, в результате которого между последними образуются пустоты, заполняемые затем вследствие отрицательного давления остаточной маточной жидкостью, сильно обогащенной примесями.

Ликвация в некоторых сплавах происходит и до начала их застывания. Такими свойствами отличаются сплавы свинца и цинка, которые еще в жидком состоянии распадаются на 2 слоя: верхний богат цинком, а нижний - свинцом. К такому типу сплавов относятся сплавы алюминия с висмутом, алюминия, со свинцом, цинка с висмутом и др.

Т. к. всякая неоднородность слитка является существенным недостатком его, то ликвацию стараются ослабить, применяя соответствующий способ охлаждения сплава; в большинстве случаев цель достигается ускоренным охлаждением его во время застывания.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 12 - 1932 г.