Ликвация

Ликвацией называют химическую неоднородность металлов, возникающую при их кристаллизации. Ликвация в стальном слитке впервые была выявлена и исследована А.С. Лавровым и Н.В. Калакуцким в 1866 г.

Ликвация в пределах слитка называется зональной ликвацией (макроскопический уровень), а ликвация в пределах дендрита - дендритной ликвацией (микроскопический уровень). Впервые фундаментальное исследование дендритной ликвации в легированных сталях выполнил И.Н. Голиков*. Внутри дендрита различают состав сплава в осях, в межосных пространствах и по его границам. [1]

*Голиков Игорь Николаевич - ученый-металлург, доктор технических наук, профессор. Кандидатская диссертация (1947) — «Дефекты легированной стали», докторская диссертация (1958) — «Дендритная ликвация в стали», дважды издавалась монографией (1958, 1977).

Ликвация в литой структуре

Ликвация относится к категории явлений расслоения, приводящих к колебаниям состава, возникающим в результате затвердевания в макро- и микрообластях; ликвация прямо связана с негомогенностью структуры.

Виды ликвации

Согласно [2] ликвацию классифицируют следующим образом:

1. Ликвация в пределах кристалла (в микрообъёмах).
2. Ликвация в слитке, или зональная ликвация (в макрообъёмах), которая подразделяется на:
   • ликвацию, связанную с направлением теплового потока (с направленным теплоотводом); может быть обычной (нормальной) и обратной;
   • ликвацию, связанную с действием силового поля; может быть графитационной (по весу) и возникающей при центрифугировании.

Для зональной макроликвации возможна ещё следующая классификация:

1. Общая, которая может быть положительной ликвацией в слитке или отливке (прямой) и отрицательной (обратной).
2. Местная (кайма по кромке затвердевания; V-образная ликвация; ликвационные шнуры; обратная V-образная ликвация, или теневые полосы; пятнистая ликвация; ликвация, связанная с газовыми пузырями).

Ликвация усиливается при:
а) увеличении скорости охлаждения (особенно дендритная ликвация);
б) уменьшении скорости диффузии.

Ликвация уменьшается (в редких случаях дендритная ликвация устраняется) в результате гомогенизационного или диффузионного отжига. Количественная оценка ликвации в кристалле осуществляется с помощью коэффициента ликвации K_ликв. На величину ликвации в кристалле влияет сочетание количеств легирующих добавок.

Ликвацию по весу также можно устранить добавкой определённых легирующих элементов.

Разливка стали на слитки и слябы: ликвация увеличивается с увеличением массы слитка. Склонность к ликвации у кипящей стали гораздо больше, чем у спокойной.

Ликвация - ликвационное рафинирование

Мы мало используем в своей практике иное значение термина "ликвация". Имеется в виду ликвация, как один из физических методов рафинирования (преимущественно применяется для цветных металлов), основывающихся на различиях в физических свойствах разделяемых компонентов.

В этом смысле ликвация - это метод рафинирования чернового металла, основанный на создании гомогенности расплава за счёт уменьшения растворимости примемей при медленном охлаждении расплава или на разложении сплава при его медленном нагреве. В процессе ликвационного рафинирования используются некоторые свойства эвтектических систем с отсутствием растворимости или с малой растворимостью компонентов в твёрдом состоянии.

Этот металлургический процесс был изобретён и освоен ещё в XVI веке.