Creșterea dendritei de oțel

Modul de creștere a cristalului, adică modul în care frontul de solidificare avansează, depinde de mărimea subrăcirii formate de frontul de solidificare. Când compoziția subrăcirii crește de la zero și de la mic la mare, frontul de solidificare va evolua de la o stare netedă și neorganizată la o creștere celulară, dendritică și endofitică. În condițiile actuale de solidificare a lingourilor de oțel, în cea mai mare parte a perioadei de solidificare, frontul de solidificare crește în stare dendritică sau endogenă, obținând în final structura cristalină a cristalelor dendritice. Cristalele vin întotdeauna în contact cu faza lichidă de la suprafață cu cea mai apropiată aranjare a atomilor, pentru a minimiza energia de suprafață. Rețea cubică centrată pe față Pentru Fe, planul compact este plan {111}, deci cristalul care începe să precipite are formă octaedrică. Odată cu progresul cristalizării, pe măsură ce cristalizarea fracționată formează un strat de îmbogățire a substanței dizolvate în partea din față a solidificării, cristalul va crește din partea superioară a octaedrului, partea cu o concentrație mai mică de substanțe dizolvate la suprafață, de-a lungul direcției [111], formând axa primară (trunchiul) dendritei. Apoi, axa primară crește și se îngroașă de preferință de-a lungul marginii octaedrului - partea inferioară a concentrației de solut. Când subrăcirea compoziției la suprafața axei primare crește în continuare, axa secundară a dendritei secundare perpendiculară pe axa primară se va forma la defectul cristalografic al axei primare. Ulterior, este posibil să se formeze dendrite terțiare, dendrite cuaternare etc., fiecare tulpină de cristal crescând continuu mai groasă și producând dendrite de ordin superior până când se întâlnesc între ele. În cele din urmă, întreaga dendrita este umplută între ramuri, formând un bob.
Conform diferitelor metode de creștere, pot fi obținute trei forme diferite de dendrite:
(1) Cristale coloane. Doar axa primară într-o direcție produce cristale dendritice proeminente. Această axă primară se numește ax. Când compoziția este subrăcită, cristalele columnare sunt obținute prin creșterea dendritică, iar dendritele secundare nu sunt dezvoltate, similar cu cristalele în formă de tijă. Pe măsură ce subrăcirea compoziției crește, dendritele de ordin superior ale cristalelor columnare se dezvoltă treptat.
(2) Cristal echiaxial. Cristale dendritice cu dezvoltare relativ uniformă în toate direcțiile. Cristalele echiaxiale se formează numai în timpul creșterii endogenetice.
(3) Cristale granulare. Cristale dendritice nedezvoltate, cunoscute și sub numele de sferulite. Produsele granulare pot fi văzute la centrul de căldură al lingourilor și pieselor turnate de oțel numai atunci când intensitatea disipării căldurii este extrem de scăzută.