1) Интенсивность теплоотвода
=
(--------) более высокая интенсивность теплоотвода
∆N=+-∆Nв+-Nс =
При увеличении интенсивности теплоотвода результирующая макроструктура зависит от соотношения ∆Tmax и ∆T’. До тех пор пока ∆Tmax остается меньше чем ∆T’самопроизвольные зародыши не образуются, кристаллизация происходит на вынужденных зародышах, и увеличение интенсивности теплоотвода не дает изменения структуры. При дальнейшем повышении интенсивности теплоотвода, когда ∆Tmax больше ∆T’ появляются дополнительные самопроизвольные зародыши, которые в сумме с вынужденными дают измельчение структуры. Повышение интенсивности теплоотвода дает однозначное повышение ∆Tmin то есть с увеличением скорости роста зародышей происходит измельчение микроструктуры.
2)Влияние температуры формы
Узменение температуры формы висит на интенсивность теплоотвода. Вопрос о влиянии температуры формы сводится к вопросу о влиянии теплоотвода.
3)Влияние температуры заливки металла
При повышении температуры заливки в течение некоторого времени снятии нагрева, происходит прогрев формы, в результате уменьшается интенсивность теплоотвода в период кристаллизации. Результатом этого является изменение структуры.
4)Влияние толщины стенки отливки.
При увеличении толщины стенки уменьшается интенсивность теплоотвода отнесенная к еденице V0 металла, то есть геометрический фактор тем самым сводится к теплофизическим.
При изменении теплофизических факторов не изменяется строение расплава, то есть количество, размер, состав и свойства включений в расплаве, которые определяют его вынужденную кристаллизацию, и поэтому ведущим фактором является теплоотвод.
Факторы связанные с изменением строения расплава
1) Влияние перегрева сплава при плавке.
(∆Tпер)зал=idem (∆Tпер)плавки=var
=
∆N=+-∆Nb+-∆Nc
∆Nb<0
При меньшем выделении активных зародышей ∆Тmax будет расти
При более интенсивной дезактивации, ∆Тmax еще возрастает и может превзойти ∆T’, тогда появляется самопроизвольные зародыши.
∆Nb<0; ∆Tmax<∆T’; ∆Nc=0; ∆N<0.
∆Nb<0; ∆Tmax>∆T’; ∆Nc>0; ∆N<>0.
Увеличение перегрева при плавке вызывает непрерывное снижение количества активных зародышей вследствие дезактивации включений. Снижение тепловыделения при их кристаллизации приводит к повышению ∆Tmax. Если ∆Tmax не достигает ∆T’, тогда кристаллизайия происходит только вынужденных центрах количество которых уменьшается и вызывает укрупнение структуры. При глубокой дезактивации включений ∆Tmax может достигнуть ∆T’, возникает самопроизвольная кристаллизация, активное развитие которой приводит к уменьшению структуры.
Рафинирование расплавов
Рафинирование включает: выдержку расплава, вакумирование, фильтрование, переплавы, продувку. Все эти технологии ориентированы на то, чтобы изменить количество, размер и состав включений. Рафинирование расплава приводит к тому, что структура может быть крупнозернистой,если рафинирование является неглубоким. Для получения максимального эффекта от рафинирования необходимо добиваться глубокого рафинирования, при котором структура умельчается. Рафинирование металла, которое в итоге может дать как измельчение, так и укрупнение макроструктуры. Также оказывает двоякое влияние на характер микроструктуры металла, то есть при измельчении макроструктуры обильное тепловыделение вызывает снижение ∆Tmin и снижение скорости роста зародышей и снижению дисперсности микроструктуры и наоборот.
3)Модифицирование литой структуры
Использование малых добавок, которые способны уменьшить структуру расплава.
Добавки
Легкоплавкие (tпл<tкр) тугоплавкие
ПАВ ИА
Низ из
модификаторы 1 рода
изоморфны основному Ме
Модификаторы 2 рода
Модификаторы 1го рода
Щелочные и щелочноземельные металлы с относительно низкой температурой плавления, с низкой энергией межатомной связи, воздействие которых на прессе кристаллизации связано с их поверхностной активностью.
Модифицирование приводитк активации большой группы зародышей меньшего радиуса, то еть образуются дополнительные центры кристаллизации.
Модифицирующая добавка в следствие K<1 малорастворима в основном металле и поэтому скапливается на поверхности кристаллизации, образуя барьер между расплавом и растущими расплавами твердой фазы. Этот барьер уменьшает скорость роста центров кристаллизации. В результате уменьшения скорости роста возрастает переохлаждение расплава и возникает возможность увеличения количества центров кристаллизации.
=
Вследствие химической активности модификаторы взаимодействуют с атмосферой, легко испаряются с поверхности и выпадают (окисляются) таким образом содержание модификаторов в расплаве непрерывно уменьшается и модификаторы 1 рода обладают временным интервалом воздействия.
Модификаторы бурно взаимодействуют с расплавом обладают значительным пироэффектом , выделяют вредные газы. При введении магния магния в чугун из-за того, что длительность модифицирующего воздействия мала, применяют внутриформенное модифицирование.
Модификаторы 2го рода
Являются тугоплавкие добавки изоморфные основному металлу то есть имеющие сходную кристаллическую решетку с близкими параметрами. Эти добавки являются твердыми активными включениями , то есть активизируют вынужденную кристаллизацию металла. Однако связь между количеством модификатора и эффектом модифицирования не простая. При модифицировании 2 рода известен эффект перемодифицирования, когда при введении чрезмерного количества модификатора структура не измельчается, а наоборот укрупняется.
Модифицирование 2 рода приводит к тому, что переохлаждение падает поскольку дополнительно вводимые активные зародыши вызывают увеличение тепловыделения . В результате уменьшения переохлаждения подавляется образование самопроизвольных зародышей, и общий эффект складывается:
∆Nобщ=+-∆Nс+-∆Nв;
∆Nв>0; ∆Nс<0.
∆Nc<∆Nв-измельчение структуры.
В противном случае происходит уменьшение общего числа растущих зародышей, и наблюдается эффект перемодифицирования
Если воздействие на самопроизвольные зародыши очень интенсивно, тогда во всем интервале модифицирования изменение структуры будет негативное. Такие добавки называют демодификаторами.