Неоднородная структура металла это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Неоднородность — структура — металл

Неоднородности структуры металла в определенных условиях являются причиной его коррозии. Так, например, наличие неметаллических включений графита в серых чугунах вызывает структурно-избирательную коррозию последних в кислых электролитах. При этом разрушается металлическая основа чугуна — феррит — и сохраняется углеродный скелет. Неравномерность концентраций твердого раствора в алюмоцинковом сплаве усиливает его коррозию, по сравнению с другими алюминиевыми сплавами. [1]

Оценка степени неоднородности структуры металла по быстроте затухания ультразвуковых колебаний во многих случаях встречает значительные трудности в связи с влиянием интерференции. [2]

От зон неоднородности структуры металла и повышенных остаточных напряжений на круговую диаграмму поступает сигнал, который в отличие от сигнала, подаваемого трещиноподобным дефектом, имеет более плавные очертания и по этому признаку может быть отсортирован. [3]

Вследствие электрохимического характера коррозии неоднородности структуры металла способствуют возникновению на пограничных участках различных электродных потенциалов, что, в свою очередь, может вызвать межкристаллитную коррозию. Теория коррозии нержавеющих сталей подробно рассмотрена Гудремоном [36] и Химушиным [23], поэтому на этом вопросе останавливаться нет необходимости. Отметим только, что межкристаллитная коррозия представляет наибольшую опасность для химической аппаратуры, так как под действием коррозионной среды разрушение металла происходит преимущественно по границам зерен и при некоторых условиях может происходить с очень большой скоростью. [4]

Таким же образом просходит электрохимическая коррозия, ввиду неоднородности структуры металла и наличия в нем других составляющих элементов. Неоднородность структуры металла в среде электролита образует множественные микрогаль-ванические элементы, которые разрушают металл в количестве, зависящем от свойств металла и электролита. [5]

Упругие деформации инструмента вызываются колебанием усилия резания вследствие неоднородности структуры металла обрабатываемого изделия , неравномерности распределения припуска на обработку ( отливки, поковки), недостаточной жесткостью инструмента, нерациональным соотношением длины и диаметра заготовки и расположением лезвий у многорезцовых инструментов, износом и затуплением лезвия. [6]

В процессе формовки трубной заготовки на прессах, правки труб в экспандерах неоднородность структуры металла и аномальность в распределении неметаллических включений в исходном трубном листе, ввиду различия пластических свойств участков листа, вносит свой вклад в общую неравномерность распределения остаточных деформаций по сечению трубы. [7]

Основной причиной многочисленного применения анодного полирования в металлографии является выявление при таком полировании неоднородностей структуры металла ; оно служит также для контроля изделий, изготовляемых в промышленных масштабах. [8]

К важным особенностям почвенной коррозии относится возникновение не только микрокоррозионных пар, связанных с неоднородностью структуры металла , но также имеющих большое значение макрокорро-зионных пар, образование которых связано со структурной неоднородностью почвы и с неравномерной аэрацией отдельных участков конструкции в почве. Почвенная коррозия обусловлена одновременным протеканием макро — и микрокоррозионных процессов, соотношение между скоростями которых зависит от протяженности заложенной в почву конструкции. Возникновение почвенной коррозии вследствие функционирования преимущественно микроэлектрохимических пар наблюдается на объектах малой протяженности, таких, как основания вышек и мачт, днища резервуаров, газгольдеров и т.п. Почва, соприкасающаяся с этими поверхностями, считается достаточно однородной, и коррозия протекает в основном за счет работы микрокоррозионных пар. [9]

В зависимости от марки стали, размеров и назначения поковки подвергают термической обработке с целью устранения неоднородности структуры металла , возникшей после ковки, штамповки и охлаждения, улучшения его механических свойств и обрабатываемости резанием, а также снятия опасных внутренних напряжении. [10]

В зависимости от марки стали, размеров и назначения поковки подвергают термической обработке с целью устранения неоднородности структуры металла , возникшей после ковки, штамповки и охлаждения, улучшения его механических свойств и обрабатываемости резанием, а также снятия опасных внутренних напряжений. [12]

Макроисследования выявляют такие дефекты сварки, как непро-вары, трещины, поры, шлаковые включения, крупнозернистость основного и наплавленного металла, неоднородность структуры металла и другие. [13]

С помощью такой методики повышается надежность испытаний на предельную пластичность, так как исследование проводится на одном образце и исключается погрешность, вносимая неоднородностью структуры металла , условиями нагрева и другими параметрами испытаний. [15]

Читайте также:  Таблица цветная металлургия название цветного металла

Источник

Химическая неоднородность литого металла

Химической неоднородностью, пли сегрегацией, на­зывается неравномерное распределение примесей (С, S, Р, О2 и Др.) в различных зонах стального слитка (зо­нальная) пли в объемах отдельных дендритов (дендрит­ная). Сегрегация является следствием двух одновремен­но протекающих процессов — избирательной кристалли­зации и разделения частиц жидкого сплава по плотнос­ти с последующим всплыванием более легких состав­ляющих.

Слиток спокойной стали характеризуется двумя зо­нами положительной ликвации (осевая и внеосевая) и одной зоной отрицательной ликвации в «конусе осажде­ния». Внеосевая, или так называемая А-образная, лик­вация выявляется на травленых продольных разрезах слитков в виде симметрично расположенных темных линий или полос («усов»), сближающихся в головной части слитка. Осевая, или V-образная, ликвация распо­лагается вдоль вертикальной оси слитка в области цент­ральной усадочной рыхлости. Зональная ликвация в слитках кипящей стали разви­та значительно больше, чем в слитках спокойной стали тех же размеров, так как сильное перемешивание ме­талла в изложнице под действием восходящих потоков окиси углерода способствует продвижению сегрегатов в центральную область верхней части слитка. В работе установлено, что в слитках кипящей стали массой до 8 т Л-образная ликвация отсутствует, но в то же время наблюдается загрязнение сегрегатами централь­ной зоны слитка.

По данным работ, концентрация углерода, фосфора и серы в 8-т слитке стали 08кп возрастает по направлению от поверхности слитка к его середине, до­стигая максимальных значений в средней части слитка на расстоянии 15% высоты слитка от его верха. Авторы работы пришли к выводу, что концентрация углеро­да в крупном слитке кипящей стали несколько понижа­ется начиная от поверхности слитка по направлению к сотовым пузырям. В области вторичных пузырей наблю­дается резкий скачок концентрации углерода, а далее по .мере продвижения к центру слитка содержание его в металле понижается.

Опыты, проведенные многими исследователями, показали, что уменьшение продолжительности кипе­ния, достигаемое накладыванием тяжелых чугунных крышек на зеркало слитка через 10—20 мин после за­полнения изложницы металлом, или отливка слитка в бутылочные изложницы приводят к уменьшению хи­мической неоднородности. Однако в связи с дальнейшим увеличением массы слитков с целью увеличения произ­водительности обжимных станов необходимо разрабо­тать более эффективные методы уменьшения химической неоднородности кипящей стали.

А. Хильтгрен и Л. Фрагмен приводят данные об уменьшении сегрегации в слитке кипящей стали массой 0,8 т при добавке алюминия в изложницу в количестве 37 г/т.

Авторы исследований получили хими­ческую однородность и лучшую макроструктуру при вве­дении алюминиевой дроби в центровую в количестве 150—200 г/т для стали Ст.Зпс; 340—400 г/т для стали 08пс и 900 г/т для нестареющей стали 08Ю. В работах показано, что химически закупоренная сталь по сравнению с кипящей обладает повышенной химичес­кой однородностью, а благодаря более плотной структу­ре головных слябов (блюмов) головную обрезь можно сократить до 3—6%.

В слитках сталей 08кп и 08кп с ферросилицием, 08пс и 08Ю, отлитых из одной плавки, химическую неодно­родность исследовали методом отбора стружки от про­дольных плнт на 21 горизонте (3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24; 27; 30; 40; 50; 60; 70; 80;83; 86; 89; 92; 95 и 98%) от верха слитка. На каждом горизонте от края до оси слитка отбирали по восемь проб. Для выявления общих закономерностей распределения углерода и серы по ши­рине и высоте исследованных слитков были подсчитаны средние значения содержания этих элементов по верх­ней, средней и нижней частям слитков .

В верхней и средней частях слитков кипящей стали (обычного и с ферросилицием) наиболее низкое содержание углерода и серы наблюда­ется в зоне кипения. Кривые распределения углерода и серы в указанной зоне по ширине слитков имеют V-образный характер, что согласуется с данными А. Гайеса и И. Чипмена. К центру слитка содержание углеро­да и серы в металле постепенно возрастает и достигает максимальных значений в осевой зоне верхних частей их. В нижних частях слитков кипящей стали наблюдает­ся в основном отрицательная ликвация углерода и со­держание его по ширине изменяется мало. Таким обра­зом, содержание химических элементов по высоте слит­ков возрастает от низа к головной части последних.

Читайте также:  Янский металл ба цзы

Более низкое среднее содержание углерода в слитке с добавкой ферросилиция в результате понижения со­держания его в зоне сотовых пузырей свидетельствует о том, что введение в изложницу малоуглеродистой ки­пящей стали небольших количеств кремния (0,009%) может привести к улучшению кипения металла в излож­нице за счет появления в жидкой стали дополнительной фазы и понижения температуры металла.

Присадка в малоуглеродистую кипящую сталь алю­миния существенно изменяет распределение химических элементов по сечению слитков. Отрицательная ликвация серы и углерода наблюдается только в нижней и средней частях корковой зоны 18-т слитков, которая кристалли­зуется до введения алюминия в изложницу.

Источник

Химическая неоднородность

Для определения химической неоднородности в слитке чаще всего пользуются терминами-синонимами: ликвацией и сегрегацией. Первыми учеными, которым удалось обратиться внимание на то, что стальные слитки являются неоднородными с химической точки зрения, стали Калакуцкий Н.В. и Лавров А.С. А такое открытие было сделано ними в 60-х года 19-го века.
Сталь – жидкость, состав которой представлен многочисленными компонентами. Для того, чтобы она перешла в твердое состояние требуется соблюдение определенного температурного режима. Отмечается, что в последних сформированных кристаллах наблюдается наличие большего количества примесей, в сравнении с первыми.

Если рассматривать обычные примеси, то наличие максимальной склонности к ликвации характерно для углерода, кислорода и серы, в минимальной – для марганца и кремния. То, как примеси в процессе затвердевания реальных слитков будут распределены между твердой и жидкой фазой, зависит от конвективного движения металла, поверхностных качеств самих примесей и т.п. К примеру, если состав примесей представлен никелем и хромом, то происходит существенное снижение ликвации примесей. Но на данный момент не представляется возможным количественное определение того, как примеси взаимно влияют на химическую неоднородность.

Стальной слиток характеризуется дендритной химической неоднородностью (микросегрегацией) и зональной химической неоднородностью (макросегрегацией). Для определения дендритной сегрегации фосфора и сферы могут быть использованы сернистые отпечатки, которые присутствуют на отшлифованном темплете слитка (рис.1).

Рисунок 1 — Дендритная ликвация в 6-т слитке стали 15
(сернистый отпечаток, 1 : 1)

В данном случае более темными и будут участки, где присутствует повышенная концентрация примесей. Для определения количественного выражения химической неоднородности используется такое отношение:


где N и Nср — отображают сколько элемента содержится в рассматриваемой точке, а также сколько его содержится в среднем в слитке.


Рисунок 2 — Зональная неоднородность в слитке спокойной стали:
1 — Ʌ образная ликвация «усы»; 2 – V – образная ликвация; 3 – отрицательная ликвация

Тело слитка спокойной стали в большинстве случаев характеризуется наличием двух зон положительной сегрегации и одной зоной отрицательной (рис. 2). При этом отмечается совпадение зоны отрицательной сегрегации с конусом осаждения. Для зоны положительной сегрегации характерно наличие V-образной осевой и Λ-образной внеосевой ликвации («усов»).

При этом территориально такая зона находится между столбчатыми кристаллами и равноосными кристаллами. Максимальная концентрация примесей характерна для прибыльной части усадочной раковины, где наблюдается концентрация последних порций загрязненного металла.

Усы в большинстве случаев формируются в результате того, что при затвердевании слитка образуются микроскопические пузырьки газа.

Кроме того, ус рассматривается в качестве следа, оставленного со стороны примесей, которые оторвались от пузырька, когда тот проходил через жидкий объем металла. Учитывая то, что размеры пузырьков являются достаточно малыми, скорость, с которой они поднимаются, также является малой, следовательно, происходит их отклонение к центру, а каждый ус получает определенный наклон.

V-осевая неоднородность металла объясняется со стороны подавляющего числа металлургов наличием усадки металла. По мнению С.С. Штейнберга, рыхлости и скопления примесей в пределах осевой зоны происходят по той причине, что они продолжают усадочную раковину. В.М. Тагеевым было высказано предположение, что примеси скапливаются на основании того, что осуществляется их местное перераспределение в случае усадочного перемещения жидкого металла.

Читайте также:  Благородный металл красного цвета

Необходимо отметить связь зоны отрицательной сегрегации с процессом, когда формируется конус осаждения при сползании кристаллов вниз. На основании того, что такие кристаллы растут медленно, учитывая конвективные потоки, можно говорить о том, что содержание ликвирующих примесей в них будет минимальным. На основании информации, полученной при исследованиях и во время производственного процесса, представляется возможным определение способов, позволяющих снизить химическую неоднородность стальных слитков.

Уменьшение развития осевой V-образной сегрегации представляется возможным, если будет увеличена конусность и поперечное сечение слитка, поскольку это приводит к улучшению подпитки находящегося в стадии затвердевания металла. Уменьшение Λ-образной внеосевой сегрегации представляется возможным при уменьшении поперечного сечения слитка, а на основании конструкции изложницы происходило обеспечение довольно быстрой последовательной кристаллизации.

В результате того, что в изложницы вводятся искусственные центры кристаллизации, затвердевание слитка стали происходит более интенсивно, а химическая неоднородность развивается более медленно.

Источник

Неоднородность структуры металла

Степень развития ячеисто-дендритной химической неоднородности определяется условиями затвердевания (в первую очередь — скоростью охлаждения) и составом сплавов. Зависимость ячеисто-дендритной неоднородности от скорости охлаждения при кристаллизации можно представить в виде кривой с максимумом, соответствующим средним скоростям охлаждения (зона II). При малых скоростях охлаждения (зона I) неоднородность уменьшается за счет диффузионного выравнивания, при больших (зона III) — за счет развития бездиффузионного процесса кристаллизации или механического захвата примеси.
В диапазоне реальных скоростей охлаждения литого металла сварных швов (от единиц до сотен градусов в секунду) бездиффузионный механизм кристаллизации не реализуется. Уменьшение степени химической неоднородности, наблюдаемое при увеличении скоростей охлаждения, связано с измельчением элементов ячеисто-дендритной структуры, в результате которого состав литого металла усредняется.
Помимо названных видов сегрегации в макрообъемах сварных швов наблюдается распределение примесей слоями, повторяющими форму изотерм. Это явление вызвано изменением скорости роста кристаллитов вследствие неравномерной подачи теплоты в сварочную ванну, периодически нарушающей баланс поступления и отвода теплоты, изменяющей скорость охлаждения. При этом возможны остановка фронта кристаллизации и даже частичное оплавление твердой фазы. Снижение скорости перемещения фронта кристаллизации уменьшает концентрацию примеси в твердой фазе. И напротив, увеличение скорости перемещения фронта кристаллизации способствует возрастанию концентрации примеси по сравнению с равновесной.
Слои с повышенным содержанием примеси хорошо заметны в металле шва при дуговой сварке плавящимся электродом и обусловлены каплеобразным поступлением электродного металла, колебаниями ванны, изменениями в скорости движения электрода. Особенно ярко слоистость металла шва выражена при использовании импульсных источников теплоты, когда происходит периодическое плавление и затвердевание сварочной ванны.
Металл зоны термического влияния более химически однороден, чем литой металл шва, поскольку в процессе возврата и рекристаллизации не наблюдается существенного перераспределения легирующих элементов и примесей. Основной вид химической неоднородности в металле околошовной зоны — накопление примесей или легирующих добавок по границам зерен.

Источник

Неоднородная структура металла это

Незастекленный балкон является своеобразным бельмом на глазу современных апартаментов, заметно проигрывающим в своей эстетике тем балконным конструкциям, на которых уже.

Как только на рынке появились первые лампочки, они имели цоколь е27, они и сегодня пользуется очень большим спросом. Это стандартизация мирового масштаба, практически в.

Строительная сфера очень развита, сегодня можно увидеть объекты только на подготовленных сухих площадках, но и на воде. Обратите внимание на современный порт, большая.

Компания ООО «ВЫБОР СВЕТА» поставляет светодиодные светильники из Санкт-Петербурга. Основной целью компании является мелкооптовая и оптовая торговля светодиодной.

Для обработки земли, ухода за разными растениями аграрии часто используют полногабаритную технику (трактора), а также средства малой. Используется эта техника также в.

Антифриз – специальная охлаждающая смесь. В автомобиле ее заливают в систему охлаждения мотора. От двигателя лишнюю тепловую энергию жидкость отводит при циркуляции.

Компания занимается утилизацией бытового хлама, скопившегося в старых квартирах и домах. При сборе мусора совершается сортировка битого стекла, пластика, кирпичной.

Строение ПВХ мембран основано на армирующей сетке, соединяющей 2 слоя полимера.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector