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Dendriten sind gespaltene Skelettkristalle (im strengen Sinne des Wortes, als korrekte Definition des Begriffs). Der Begriff wird aber oft in einem breiteren Zusammenhang verwendet und meint damit jegliche baumartig verzweigte Wachstumsformen von Kristallen und Aggregaten.Bis jetzt halten sich verschiedene Autoren nicht immer an eine hinreichend klare Unterscheidung zwischen skelettierten und dendritischen Kristallen und diesen Begriffen werden oft als identisch verwendet. Während 1961 I.I. Shafranovsky machte auf die Unsicherheit des Begriffs Dendriten aufmerksam und trennte ihn vom Konzept des "Skelettkristalls". Unter Berücksichtigung späterer Klärungen sollten gespaltene Skelettkristalle (manchmal Antiskelettkristalle) kristallinen Dendriten zugeschrieben werden, es ist die Spaltung eines Skelettkristalls, die zur Bildung von dreidimensionalen baumartigen Verzweigungsformationen führt. In dünnen Rissen entwickeln sich flache „zweidimensionale“ Dendriten.
Dieser Begriff ist antiken Ursprungs, Werner erwähnte bereits 1774 "dendritische Formen" von Mineralien. D.P. Grigorjew.
Ein Dendrit (vom griechischen Baum) ist eine verzweigte und divergierende Formation, die während einer beschleunigten oder eingeschränkten Kristallisation unter Nichtgleichgewichtsbedingungen auftritt, wenn sich die Kanten oder Spitzen eines Skelettkristalls nach bestimmten Gesetzen aufspalten. Dadurch verliert die Kristallstruktur des Objekts ihre ursprüngliche Integrität, kristallographisch ungeordnete Subindividuen treten auf. Sie verzweigen und wachsen in Richtung des intensivsten Stoffaustausches (Zufuhr von Materialzufuhr zu ihrer Oberfläche), die kristallographische Regelmäßigkeit des ursprünglichen Kristalls im Prozess der Dendritenentwicklung aus ihm geht mit zunehmendem Wachstum zunehmend verloren. Bei Überwucherung der Lücken zwischen den Ästen des Dendriten kann eine Komplexbildung mit allmählichem Übergang von einem Individuum zu einem Aggregat entstehen (aber kein Einzelkristall, der einen "Dendriten" grundlegend von einem "Skelett" unterscheidet). . Der Prozess der Dendritenbildung wird allgemein als dendritisches Wachstum bezeichnet.
Neben kristallinen Dendriten sind Sphärokristall-Dendriten bekannt, die durch Verzweigung von asymmetrischen Sphärokristall-Sphärolithen - Sphäroidoliten - gebildet werden.
Beispiele für kristalline Dendriten sind Eismuster auf Fensterglas, malerische Manganoxide in dünnen Rissen, natives Kupfer in den Oxidationszonen von Erzvorkommen, Dendriten aus nativem Silber und Gold, Gitterdendriten aus nativem Wismut und eine Reihe von Sulfiden. Spheroidolith-Dendriten sind bekannt für Malachit, büschelförmigen Todorokit, Schwerspat und andere Mineralien; auch Korallit-Aggregate von Calcit in Karsthöhlen sollten auf sie verwiesen werden.
Die klassische streng symmetrische Schneeflocke ist ein klares Beispiel für einen Skelettkristall. Und Eisdendriten sind in Eishöhlen bekannt, wo sie große Größen erreichen können. Unter vielen Arten von Frostmustern auf Fensterscheiben sind verzweigte Eisdendriten häufiger als andere Formen. Die Art der Wasserkristallisation auf Glas hängt weitgehend von den Kühlbedingungen ab. Beim Abkühlen von 0 auf - 6 °C und einer geringen Anfangselastizität des Wasserdampfes lagert sich eine gleichmäßige Schicht aus undurchsichtigem, lockerem Eis auf der Oberfläche des Fensterglases ab. Für die anfängliche Bildung einer dünnen Schicht aus solchem Eis können Defekte in der Oberflächenstruktur und Kratzer als Kristallisationskeime eine gewisse Rolle spielen. Im Zuge der Weiterentwicklung des Verfahrens werden diese Einflüsse jedoch vollständig durch das allgemeine Muster der Eisablagerung über die gesamte Kühlfläche abgedeckt.
Beginnt die Abkühlung der Fensterglasoberfläche bei positiver Temperatur und höherer relativer Luftfeuchtigkeit und wird während des Abkühlvorgangs der Taupunkt überschritten, dann lagert sich zunächst ein Wasserfilm auf der Kühlfläche ab, der bereits in Form von Dendriten an kristallisiert negative Temperaturen. Häufiger beginnt die dendritische Kristallisation am unteren Rand der Fensterscheibe, wo sich aufgrund der Schwerkraft mehr Wasser ansammelt. Die Abmessungen dendritischer Kristalle hängen von dem Material ab, das für ihre Bildung zur Verfügung steht. Im unteren Teil des Fensters, wo der Wasserfilm dicker ist, sind die Dendriten meist größer, zum oberen Teil des Fensters hin nimmt die Größe der Dendriten ab, bei gleichmäßigem Feuchtigkeitsgehalt des Glases die Größen der Dendriten sind ungefähr gleich. Weiteres Abkühlen trägt zur Aufspaltung von Subindividuen mit dem Übergang von kristallinen Dendriten zu sphärokristallinen oder der Ablagerung dünner Schichten aus flockigem Eis zwischen den Dendriten und dann auf den Dendriten bei. Eine schnelle und signifikante Unterkühlung führt zu einer dendritischen Kristallisation im kleinen Maßstab. Bei fehlender Feuchtigkeit auf dem Glas wird die kontinuierliche Kristallisation gestört und die Dendriten wachsen inselartig.
Literatur:
ein). Grigoriev D.P. Über den Unterschied zwischen mineralogischen Begriffen: Skelett, Dendrit und Poikilit. -Izv. Universitäten, geol. und Entwicklung, 1965, Nr. 8
2). Shafranovsky I. I. Kristalle von Mineralien. Gebogene, skelettartige und dendritische Formen. M., Gosgeoltekhizdat, 1961, p. 332.
3). Grigoriev D.P., Zhabin A.G. Ontogenese von Mineralien. Einzelpersonen. M., "Wissenschaft", 1975
4). Gorodetsky A. F., Saratovkin D. D. Dendritische Formen von Kristallen, die während des Antiskelettwachstums gebildet werden. Am Samstag. "Das Wachstum von Kristallen" (unter der Herausgeberschaft von A. V. Shubnikov und N. N. Sheftal), 1957, S. 190 - 198
fünf). Dymkov Yu, M. Paragenese von Mineralien uranhaltiger Adern. M. "Nedra", 1985, p. 62
6). Dymkov Yu. M.
Gemäß den im Abschnitt " " betrachteten Konzepten des flüssigen Zustands kommt die Struktur bei einer leichten Überhitzung im Vergleich zur Schmelztemperatur der Struktur von Kristallen nahe. Während des Abkühlens, bei Annäherung an die Kristallisationstemperatur, laufen im flüssigen Metall Prozesse ab, die zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Partikel und einer größeren Stabilität von Quasikristallen führen, aus denen Keime einer neuen Phase entstehen.
Die Entstehung und Zerstörung von Kernen erfolgt kontinuierlich. Das Kriterium dafür, ob ein stabiler Keim gebildet wird oder in einem metastabilen Zustand verbleibt, ist das Größenverhältnis zwischen dem größten Quasikristall und dem kritischen Keim. Mit zunehmendem Unterkühlungsgrad nimmt der kritische Radius des Kerns ab.
Der Radius eines Eisenatoms beträgt 0,8 x 10 x 8 cm, woraus folgt, dass selbst bei starker Unterkühlung der kritische Kern aus Hunderten und Tausenden von Atomen besteht. Die Unterkühlung ist in Mikrovolumina leichter zu erreichen, in denen es sicherlich keine festen Einschlüsse gibt, die Kristallisationszentren sein könnten. M. P. Braun und Yu. Ya. Skok erreichten an Eisenproben mit einem Gewicht von 10 g, die in Quarztiegeln geschmolzen wurden, eine Unterkühlung um 290 ° C unter der Kristallisationstemperatur, und A. A. Duhin in Tropfen mit einem Durchmesser von 50 bis 100 Mikron erreichte eine Unterkühlung um 500 bis 550 ° C.
Bei echten Barren ist eine so tiefe Unterkühlung nicht erreichbar. Es ist zu beachten, dass Unterkühlung einerseits die Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeit der Keimbildung erhöht und andererseits die Beweglichkeit von Teilchen in einer Flüssigkeit verringert und die Bildung eines Kristalls verlangsamt. Bei Vorhandensein von unlöslichen Verunreinigungen im Metall, wie zB nichtmetallischen Einschlüssen, treten Kristallisationszentren hauptsächlich auf diesen Verunreinigungen auf. In diesem Fall spielt die strukturelle Entsprechung zwischen der Verunreinigung und dem kristallisierenden Metall eine wichtige Rolle. Bei schmelzbaren Metallen wurde beispielsweise das Phänomen der Deaktivierung von unlöslichen Verunreinigungen, die strukturell inhomogen mit dem Metall sind, während einer vorläufigen großen Überhitzung entdeckt.
Im Metall lösliche Verunreinigungen können den Wert der Grenzflächenenergie verändern. Die Wirkung modifizierender Zusätze im Stahl beruht auf einer Abnahme der Grenzflächenenergie und damit einer Abnahme des erforderlichen Unterkühlungsgrades bei gleichzeitiger Abnahme des kritischen Keimradius (letztlich Abnahme der Korngröße im Metall). Laut V. E. Neimark wirken Elemente wie Al, Ti, V, B und Ca bei optimaler Konzentration im Kohlenstoff und als Modifikatoren, die die Kristallstruktur verfeinern. Gleichzeitig haben Zusätze wie Zr, Nb und Mg wenig Einfluss auf das Gefüge des Stahlbarrens.
Einige der obigen modifizierenden Additive sind gleichzeitig starke Desoxidationsmittel, und ihre Einführung in Stahl wird von der Bildung einer dispergierten Oxidphase begleitet, die selbst die Kristallisation intensiviert.
Kristallwachstum und Bildung einer dendritischen Struktur. Bei der Kristallisation von reinen Stoffen, bei gleichbleibendem Unterkühlungsgrad der Schmelze und ihrer Zusammensetzung, sowie Gleichgewichtsbedingungen an der Kristallisationsgrenze, muss der Kristall in einer diesem Stoff innewohnenden ideal begrenzten Form und der Periodizität des Kristalls wachsen Gitter muss an jedem Punkt des Kristalls erhalten bleiben. Bei realen Legierungen geht die Kristallisation jedoch mit dem Auftreten von Gefügefehlern und, was besonders für Eisenbasislegierungen charakteristisch ist, mit der Bildung von Dendriten einher. Dendriten sind ein kontinuierliches räumliches Gitter, in dem Zweige erster Ordnung von einem dicken Stamm abzweigen, von ihnen - der zweite, dann der dritte usw. Alle Zweige haben eine fast regelmäßige kristallographische Ausrichtung.
| Abb.1 |
Dendriten gibt es in verschiedenen Größen. Je ungezwungener sie wachsen, desto größer werden sie. Die Masse des berühmten Chernov-Kristalls, der in der Schrumpfhülle eines 100-Tonnen-Barrens gefunden wurde, beträgt 3,45 kg und die Höhe 39 cm.
Die Bildung einer dendritischen Struktur von Gussstahl wurde zuerst von D. K. Chernov entdeckt, und er betrachtete dies als Beweis seiner kristallinen Struktur. Die Untersuchung der Kristallstruktur von Grauguss gab D. K. Chernov Grund zu der Annahme, dass Verunreinigungen die Ursache für das Wachstum dendritischer Kristalle sind. Diese Annahme wurde in den Arbeiten sowjetischer Wissenschaftler weiterentwickelt. In dem von D. D. Saratovkin vorgeschlagenen Schema wird die Rolle von Verunreinigungen bei der Bildung von Dendriten darauf reduziert, die Oberfläche des Kristalls zu blockieren und sein Wachstum zu stoppen, was zum Auswurf von Achsen einer neuen Ordnung führt.
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| Abb.2 |
Wenn sich die Flächen CB und AB mit den Geschwindigkeiten vc und vx nach einem Zeitintervall T zu den Positionen CrO und ArO (Abb. 2 a) bewegen, nimmt der Verunvor den Flächen AB und CB zu, während an der Spitze der Kristall entlang der BO-Linie ist der Verunniedriger und hat einen minimalen Wert in der Wachstumsrichtung der Kante O. Wenn die ArBr- und CrB2-Bereiche durch eine monomolekulare Verunreinigungsschicht blockiert werden, stoppt das Wachstum der Fläche, der Kristall
Über K. 824 hinaus wächst 289 in Form einer Nadel in Richtung VO (Abb. 2b). Am Rand bilden sich Vorsprünge und Zähne, von denen einige als Hauptnadel zu wachsen beginnen (Abb. 2, c).
Bei hohen Abkühlgeschwindigkeiten, wenn die Bedingungen für die Ansammlung von Verunreinigungen an wachsenden Kristallflächen ausgeschlossen sind, wird die dendritische Struktur von Metallkristallen durch eine zelluläre Struktur ersetzt, die durch das Fehlen von Achsen zweiter Ordnung gekennzeichnet ist, und die Kristalle haben die Form von parallele Stämme nebeneinander (Abb. 3).
Eine Zellstruktur wird beispielsweise beobachtet, wenn Siliziumstahlplatten (1,5–2,0 % Si) mit einer Dicke von 1 bis 0,1 mm mit einer Geschwindigkeit von 104–106°C/s abgekühlt werden. Der durchschnittliche Zelldurchmesser ist dabei umso kleiner, je höher die Drehzahl ist und beträgt bei den am schnellsten aushärtenden Platten 2–2,5 µm.
Unter den Bedingungen der Kristallisation von Barren wird praktisch keine Zellstruktur gebildet, und eine dendritische Struktur ist charakteristisch für einen echten Stahlbarren.
UDC 669. 13.62
LV Palatkin
MERKMALE DER STRUKTURBILDUNG IN GRAUGUSS
Staatliche Technische Universität Wolgograd
Es wird die Analyse des Primärgefüges von Gusseisen durchgeführt und eine mögliche Variante seiner Umwandlung betrachtet, die sich auf die Festigkeitssteigerung in Gusseisengussstücken auswirkt.
Schlüsselwörter: Grauguss, Verbundhärtung, Dendriten, Eutektikum, Kohlenstoff(ac)-Aktivität, Festigkeit.
Einführung
Eine große Anzahl von Studien über einen langen Zeitraum der Herstellung verschiedener Produkte zeigt, dass Grauguss mit Lamellengraphit, der nach wie vor einer der billigsten und erschwinglichsten Werkstoffe ist, die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit verschiedener Maschinen und Mechanismen gewährleistet. Gusseisen nutzt jedoch weitgehend sein Potenzial und seine Reserven nicht aus, die so notwendig sind, um die Qualitätsmerkmale der daraus hergestellten Produkte zu verbessern und den Anwendungsbereich zu erweitern.
Unzureichender Produktionserfolg bei der Herstellung hochwertiger Teile von Maschinen und Mechanismen ist weitgehend eine Folge der Unvollkommenheit der Herangehensweise an die Prozesse der Strukturbildung von Grauguss. Gleichzeitig ist die Anwendung eines grundlegend neuen Zusammensetzungsansatzes auf die Struktur einer der ältesten Gusslegierungen die vielversprechendste der bestehenden Richtungen. Der Zusammensetzungsansatz basiert darauf, dass das Primärgefüge von Grauguss in erster Näherung dem Gefüge von mit Diskettenfasern verstärkten Faserverbundwerkstoffen (FCM) ähnelt. Die morphologischen Merkmale der Kristallisationsstruktur von Grauguss sind so, dass während ihrer Bildung in der ersten Kristallisationsphase, die einen räumlichen Rahmen bildet, sehr perfekte Formationen auffallen: verzweigte, ganzmetallische dendritische Einkristalle aus Primäraustenit, die ihre Individualität behalten Form während nachfolgender Festkörperumwandlungen. Nachdem die Flüssigkeit zwischen den Denriten die eutektische Zusammensetzung erreicht hat, kristallisiert das Eutektikum in Form von Zellen, wodurch eine kontinuierliche Matrix gebildet wird. Jede Zelle hat eine äußere Metallgrenze, bestehend aus niedrigschmelzenden Flüssigkeiten, und die inneren Volumina des darin befindlichen eutektischen Austenits sind je nach Verzweigungsgrad des Graphit-Einkristalls geschwächt.
Die Voraussetzungen für den kompositorischen Ansatz wurden in den Arbeiten der ausländischen und einheimischen Wissenschaftler N. G. Girshovich, G. A. Kosnikov, I. A. Ioffe, V. Patterson und G. N. Troitsky gelegt; entwickelt in den Studien von V. A. Ilyinsky, L. V. Kostyleva, A. A. Zhukov und fand Anerkennung in den Werken von B. N. Arzamasov und R. Elliot. In diesem Zusammenhang ist die Erforschung des Gefüges von Grauguss und die darauf aufbauende Suche nach neuen technischen Lösungen zur Verbesserung der Qualität von Gusseisen eine vordringliche Aufgabe, die sowohl wissenschaftliche als auch anwendungsbezogene Bedeutung hat.
Der Zweck dieser Arbeit bestand darin, die Merkmale der Bildung der Primärstruktur von Gusseisen zu untersuchen und die Möglichkeit zu analysieren, sie zu ändern, um die Festigkeit von Gusseisengussteilen zu erhöhen.
Forschungsmethodik
Gegenstand der Studie war grauer Maschinenbauguss mit Lamellengraphit der Sorten SCH 15 - SCH 30 nach GOST 1412-85 (ST SEV 4560-84). Der Eutektizitätsgrad der untersuchten Gusseisenzusammensetzungen variierte von 0,82 bis 1,0. Metall-
© Palatkina LV, 2012.
Die grafische Analyse des Primärgefüges von Grauguss wurde an Schnitten durchgeführt, die aus dem Material von diskontinuierlichen Standardproben (0 30 mm) hergestellt wurden.
Die Dendriten von Primäraustenit in Grauguss wurden bei der Untersuchung durch optische Metallographie durch wiederholtes Ätzen in einer Mischung aus Bor- und Schwefelsäure aufgedeckt: Borsäure in einer Menge von 10 - 30 g .; Schwefelsäure - in einem Volumen von 100 ml. Die Ätzung erfolgte kurzzeitig 6 - 10 s, danach wurde der Schnitt mit fließendem Wasser gewaschen und leicht nachpoliert.
Die Struktur der eutektischen Kristallisation zur Bestimmung der Dispersität eutektischer Zellen wurde durch Ätzen der Proben mit einem Reagenz bestehend aus 3 g CuSO4, 4 g Pikrium freigelegt
neue Säure, 20 ml konzentrierte Salzsäure und 100 ml Ethylalkohol. Eutektische Zellen wurden am deutlichsten nach zwei- und dreifachem Ätzen und erneutem Polieren identifiziert.
Quantitative metallographische Studien zur Bestimmung des Volumenanteils dendritischer Kristalle von Primäraustenit (/dc) wurden unter Verwendung der Sekantenmethode auf einem Neophot-21-Mikroskop bei Vergrößerungen von 10 bis 100 durchgeführt. Die Länge der Dendriten wurde anhand der längsten in diesem Abschnitt geschätzt . Weiter vom Ausdruck
wobei X der dendritische Parameter ist - der Abstand zwischen den Zentren der Achsen zweiter Ordnung, der Durchmesser der dendritischen Kristalle wurde gefunden.
Die Untersuchung der Morphologie von Dendriten wurde an dünnen Schnitten bei einer Vergrößerung von 3 bis 100-fach unter Verwendung einer optischen Binokularlupe MBS-7 und optischer Mikroskope Neophot-21 und Olimpus BX61 durchgeführt. Unter Berücksichtigung der verstärkenden Rolle von primären Austenit-Dendriten wurde besonderes Augenmerk auf ihre Lage in Bezug auf die Bruchlasten und die durch sie verstärkten eutektischen Zellen gelegt.
Zur Beurteilung der Feinheit eutektischer Zellen, die durch ein Netzwerk von Phosphid-Eutektika begrenzt sind, wurde der mittlere Durchmesser nach der linearen Methode gemessen, wobei die Anzahl der Körner pro 1 cm einer beliebigen Sekante an mindestens fünf Stellen des Schnitts mit einer Vergrößerung von drei gezählt wurde bis fünfmal.
Bei der Identifizierung der Natur anomaler dendritischer Kristalle wurde eine qualitative Analyse der Silizium-Mikroseigerung anhand der Farbe des SiO2-Films durchgeführt, der sich auf der Oberfläche dünner Schnitte während ihres Ätzens in einer siedenden wässrigen Natriumpikratlösung bildete. Als der Si-Gehalt in den Strukturkomponenten von Gusseisen abnahm, änderte sich die Farbe des Films in der folgenden Reihenfolge: gelbgrün, blau, violett, strohgelb. Varianten ungefährer Profile von Segregationskurven wurden aus der Änderung der Färbungsintensität einzelner Mikroseigerungszonen konstruiert, die gemittelte grafische Darstellungen der Verteilung von Si über den Querschnitt von dendritischen Verzweigungen und zwischen Verzweigungen widerspiegelten. Die Art der Siliziummikroseigerung, die Farbgleichmäßigkeit innerhalb jeder mikrostrukturellen Zone, die Länge der Übergangszonen der Farbänderung, das Vorhandensein einer abrupten Farbänderung usw. wurden bewertet.
Die Heterogenität des verstärkenden dendritischen Gerüsts von Gusseisen wurde durch Röntgenmikroanalyse in Bezug auf den Gehalt an Si, Mn und S während der kontinuierlichen Bewegung der Sonde und durch eine lange (60 s) Impulsfolge an einzelnen charakteristischen Punkten untersucht der Trajektorie, die die dendritischen Zweige kreuzt. Untersuchungen der mikrochemischen Inhomogenität der Verteilung von Elementen über den Querschnitt der verstärkenden dendritischen Zweige von Grauguss wurden auf einem Röntgenmikroanalysator Super Prob-733 durchgeführt.
Durametrische Untersuchungen der Änderungen der Eigenschaften dendritischer Verzweigungen wurden vor und nach thermischer Belastung durchgeführt.
Mit einem Rasterelektronenmikroskop SEM-250 wurde die Zerstörung von Grauguss im Hinblick auf die Analogie zu einem Faserverbundwerkstoff untersucht.
Die thermokinetischen Kristallisationsbedingungen als möglicher Grund für die Bildung anomaler Dendriten wurden metallografisch bewertet, indem die Dispersität der Primärstruktur in Gusseisenproben mit normaler und anomaler Struktur verglichen wurde. Es stellte fest:
Volumenanteil von Dendriten (/Dc);
Abstände zwischen Zweigen zweiter Ordnung (X), Mikrometer;
Die Dicke der dendritischen Äste, einschließlich der Randmikrometer.;
Dispersion eutektischer Zellen (0), Mikrometer;
Morphologie der Graphitphase.
Alle oben genannten Messungen wurden mit bekannten Methoden der quantitativen Metallographie durchgeführt, deren Zuverlässigkeit durch eine ausreichende Messbasis (> 30) und statistische Aufbereitung der Untersuchungsergebnisse gewährleistet war.
Zur Messung der Dicke der Dendriten wurden nur die Querschnitte der Dendritenäste verwendet, die sich in Form von Kreisen oder Ellipsen im Sichtfeld befinden. Die Dicken von Dendriten sind die am wenigsten bequemen Messparameter, und um eine akzeptable Genauigkeit zu erhalten, erfordern sie eine deutlich größere Basis, die in diesen Studien auf 100–150 Messungen erhöht wurde. Es wurde angenommen, dass der Unterschied in der Dicke von Dendriten in anomalen und regulären Gusseisen zu einem informativen Parameter für die Analyse der Kristallisationsmerkmale der äußeren und inneren mikrostrukturellen Zonen in anomalen Zweigen werden könnte.
Unter dem Gesichtspunkt der Unterkühlung war auch geplant, die Identifizierung von Graphit in Gusseisen mit anomalen Strukturen durchzuführen, um die Möglichkeit seiner Bildung durch die Zersetzung von Karbiden auszuschließen oder zu bestätigen. Für diese Untersuchungen war die Transmissions-Röntgenmikroskopie von dünnen Gusseisenfolien an einem Röntgenmikroskop MIR-2 mit Scharffokussierröhre (Wolframanode) vorgesehen, wobei Strahlung mit kontinuierlichem Spektrum zur Abtastung der Folien verwendet wurde , mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von 0,2 nm (2 A). Zur Probenvorbereitung wurden gusseiserne Platten mit einer Dicke von 1–0,5 mm ausgeschnitten und anschließend durch manuelles Schleifen auf feinkörnigem Papier zu einer Folie mit einer Dicke von > 0,08 mm verdünnt. Die Foliendicke wurde entsprechend den Parametern der untersuchten Strukturelemente gewählt.
Die Aussagekraft volumetrischer Bilder von Graphiteinschlüssen wurde durch ihre Form bestimmt. So könnten kleine isolierte Einschlüsse, die zumindest entfernt an geglühten Graphit erinnern, für die Zersetzung von Karbiden sprechen, während aus einem Zentrum wachsende dünnblättrige Rosetten für ihre Trennung von der flüssigen Phase charakteristisch wären.
So ermöglichte eine vergleichende Analyse der Parameter der Primärstruktur in Gusseisen mit abnormaler und regelmäßiger Dendritenstruktur, zuverlässige Informationen über die Rolle der Thermokinetik der Kristallisation bei der Bildung einer Anomalie zu erhalten.
Die Formenvielfalt thermodynamischer Effekte auf das Gefüge von Gusseisen erforderte eine vorläufige Analyse im Rahmen einer konkreten Arbeitshypothese, die den Umfang möglicher Forschungsoptionen einschränkt. In dieser Hinsicht haben wir als Test der Arbeitshypothese, die den Effekt der Kristallisationsthermodynamik auf das Auftreten einer Hochwinkelgrenze in Dendriten erklärt, nur die Möglichkeit analysiert, dendritisches Wachstum beispielsweise durch oberflächenaktive Verunreinigungen zu blockieren.
Zur Bestimmung des Gehalts an Verunreinigungen war geplant, ein photoelektrisches Quantometer ARL 3400 zu verwenden.In vergleichenden Untersuchungen von Standard- und anomalen Gusseisenproben hoffte man, bei positiver Gibbs-Adsorption Unterschiede im Gehalt an Verunreinigungen zu finden. Das Vorhandensein solcher Verunreinigungen könnte die standardmäßige dendritische Kristallisation radikal verändern.
Forschungsergebnisse
Die Analyse der Übereinstimmung der Primärstruktur von Grauguss mit den Grundprinzipien der Verstärkung von Verbundwerkstoffen mit nicht orientierten diskreten Fasern zeigte, dass das erste Prinzip der Verbundverstärkung von VCM, das darin besteht, dass der Volumenanteil von Verstärkungsfasern in der Verbund sollte im Bereich von 20 bis 80 % liegen, bei Gusseisen erfüllt ist.
Es wird gezeigt, dass der Volumenanteil der verstärkenden dendritischen Kristalle (/Dc) in Industriegusseisen erheblich variiert: von 15 bis 65 % (Abb. 1).
/dk< 15 /дк Ä 25 /дк Ä 35 /дк « 45 /дк > 55
Reis. 1. Dendritische Struktur von Gusseisen mit einem Eutektizitätsgrad von 0,82< Sc <1,0, приведенная толщина стенки отливки 15 мм, х 70
Es sollte auch beachtet werden, dass der Volumenanteil von Dendriten (/Dk), die die Rolle von Verstärkungsfasern in Gusseisen spielen, moderne Gießereitechnologien es ermöglichen, in industriellen Gusseisen über den gesamten Bereich zu regulieren.
Als Ergebnis der Forschung wurde festgestellt, dass bei sonst gleichen Bedingungen die Festigkeit von Gusseisenzusammensetzungen mit zunehmender Anzahl von Dendriten im Metallvolumen zunimmt, jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenze (~ 45% ), bei der eine qualitative Änderung der Abhängigkeit auftritt und eine Erhöhung der Anzahl der verstärkenden Dendriten sich nicht in einer Erhöhung der Festigkeit von Gusseisen widerspiegelt (Abb. 2).
"Vi* ♦. bis ♦ ♦♦G" 1 ♦♦ ♦ f< * * ■
9f*t ♦ X* ♦ ♦ « « ♦< » 1
Reis. 2. Abhängigkeit der Zugfestigkeit (s) von Grauguss vom Volumenanteil der Dendriten (/DK)
Um die Gründe dafür aufzuklären, haben wir die Verteilung von Dendriten relativ zur aufgebrachten Last in den Quer- und Längsschnitten diskontinuierlicher Gusseisenproben untersucht, die bei gleichem Volumenanteil deutlich unterschiedliche Festigkeitswerte aufweisen.
Während der Analyse wurde festgestellt, dass sich Gusseisen im Stadium des Dendritenwachstums gemäß der klassischen Theorie der Strukturbildung verfestigt. Mal abgesehen von der Frage nach
Bildung einer Zone aus gefrorenen Kristallen, kann argumentiert werden, dass zwei Zonen gebildet werden. Die erste Zone säulenförmiger Kristallisation, beobachtet von der äußeren Oberfläche der Probe und bestehend aus Dendriten mit parallelen Achsen erster Ordnung, und die zweite Zone gleichachsiger Kristalle mit zufällig orientierten Dendriten in ihren mittleren Abschnitten, deren Länge von 0,1 variierte - 0,5 bis 1,5 mm.
Somit ist die Verteilung der Dendriten in Bezug auf die aufgebrachte Last unterschiedlich und kann stochastisch, transkristallin und gemischt sein (Abb. 3).
„STOCHASTISCH“ „GEMISCHT, ZONAL“ „UMKRISTALLISIERUNG“
LÄNGS E UND w w w
QUER B E C E S in
SCHEMA yesh, ♦
Reis. 3. Verteilung dendritischer Kristalle im Volumen diskontinuierlicher Standardproben, x 15
Die transkristalline Struktur dendritischer Kristalle, die eine entwickelte Achse erster Ordnung und eine kurze Länge der Achsen zweiter Ordnung aufweisen, wird nur bei ihrem hohen Volumenanteil und in der Regel in Richtung der Achsen der beobachtet Die erste Ordnung ist senkrecht zur angelegten Spannung, was zu einer Verringerung des Widerstands des Gusseisens gegen die Ausbreitung des Hauptrisses führt, dessen Flugbahn sich leicht um die Äste des dendritischen Gerüsts biegt, ohne sie zu kreuzen. Dies führt dazu, dass eine Erhöhung des Volumenanteils dendritischer Verzweigungen die Festigkeit der Zusammensetzung insgesamt nicht erhöht.
In Abwesenheit einer kolumnaren Kristallisationszone wurde in etwa 45 % der Fälle eine vollständig stochastische Verteilung von verstärkenden Dendriten beobachtet, 35 % entfielen auf eine gemischte Struktur. Im Rest des Volumens der untersuchten Proben wurde das Phänomen der Transkristallisation gefunden (obwohl es keine kontinuierliche Front hat, sondern nur einen Teil des Volumens in der Probe einnimmt).
Studien haben gezeigt, dass in industriellen Gusseisen die Länge dendritischer Kristalle um ein Vielfaches größer ist als ihr Durchmesser 1dk = (3 ^ 16) ± 0,94 mm, dk = (20 ^ 28) ± 0,85 μm, daher das Verhältnis der Länge von Dendriten zu Durchmesser (/dk / dk) übersteigt den für Faserverbundwerkstoffe geforderten Mindestwert, der größer als 10 sein sollte.
Gleichzeitig wird bei einem hohen Volumenanteil von Dendriten deren Paketstruktur beobachtet (Abb. 4). In diesem Fall nehmen dendritische Kristalle ein ziemlich großes Volumen ein, da sie während der Erstarrung in alle Richtungen wachsen.
Dendritische Kristalle haben in Bezug auf die aufgebrachte Belastung eine Paketstruktur und eine stochastische Orientierung, und der Hauptriss während der Ausbreitung verursacht entweder ihre Zerstörung oder ändert seine Richtung und biegt sich um sie herum, was zweifellos die Bruchfestigkeit des Materials erhöht. Gusseisen mit solchen Strukturen befinden sich in der Regel im oberen Bereich der Abhängigkeit (Abb. 2) und bieten eine Festigkeit von ~ 300 MPa.
Reis. 4. Paketstruktur von dendritischen Kristallen in Gusseisen, x 7
Es zeigt sich, dass bei Grauguss mit unterschiedlicher Anzahl von Dendriten der Einfluss der Größe der eutektischen Zellen auf die Festigkeit nicht gleich ist. Eine Erhöhung der Festigkeit unter Einwirkung einer Erhöhung der Dispersion der Matrixzellen wird bei Gusseisen mit einem Volumenanteil an Dendriten von nicht mehr als 25% sowie bei Gusseisen mit einem hohen Anteil an Dendriten (> 45% ), dh wenn die verstärkende Wirkung von Dendriten geschwächt oder unzureichend ist (Abb. 5) .
Reis. 5. Abhängigkeit der Festigkeit(en) von Gusseisen vom Durchmesser der Zellen der eutektischen Matrix (-ORC)
Das folgende Prinzip der Verbundverstärkung von VKM erfordert, dass die Festigkeit der Fasern im Verbund größer ist als die Festigkeit der Matrix (s FASER >> s MATRIX).
Bei Grauguss werden die Dendriten des Primäraustenits während der Kristallisation mit graphitierenden Elementen angereichert, die die Aktivität von Kohlenstoff (ac) erhöhen, während karbidstabilisierende Elemente (die ac reduzieren) die eutektische Komponente anreichern. Solche Merkmale der Mikroseigerung der Komponenten verursachen einen Abfall der Aktivität von Kohlenstoff Das zwischen den Mikroseigerungszonen "Dendriten - Eutektikum". Gusseisen tendiert dazu, die Aktivität von Kohlenstoff auszugleichen, jedoch aufgrund der geringen Diffusionsbeweglichkeit
W v j ¿¿g tri /DK = 35,4 5
\ 1 fei J ■ v "iN" ■■ ■ > ■15 G. "N / DK \u003d 15,25 i-
/dk = 5- 5...6 /dk = 45,5- w ■ ■ w ■ ■ l ■
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Bei diesen Komponenten erfolgt die Ausrichtung von ac nur aufgrund des Stoffübergangs von Kohlenstoff selbst von den Dendriten zum Eutektikum. Die resultierende Entmischungspolarisation der Elemente hat einen erhöhten Widerstand und bleibt beim Abkühlen sowohl auf das Intervall der eutektoiden Umwandlung als auch auf Raumtemperatur erhalten und wird auch bei späterer wiederholter technologischer oder betrieblicher unterkritischer Erwärmung von Gußeisen erhalten und verstärkt.
Dieses Merkmal der Mikroseigerungsverteilung von Elementen verringert nicht nur die Verstärkungsfähigkeit des dendritischen Gerüsts, sondern auch die Festigkeit des Gusseisens insgesamt. Da durch die eutektoide Umwandlung in den Dendriten statt sorbitartiger Perlit mit einer Festigkeit von 800 MPa weniger dispergierter und damit weniger haltbarer Perlit oder freier Ferrit mit einer Festigkeit von weniger als 400 MPa entsteht. In der Arbeit wurde festgestellt, dass die Erweichungswirkung von Ferrit, das sich in primären Dendriten befindet, 15–20 Mal stärker ist als die von Ferrit, das sich in der eutektischen Matrix befindet.
Umsetzung der Bedingung(en)
A) möglich, zum Beispiel durch die Verwendung
Manganarmes Gusseisen mit einem ausgewogenen reduzierten Si-Gehalt, der die Neigung zur Ferritisierung und Erweichung der dendritischen Zweige verringert. Metallografische Untersuchungen an Industrie-Grauguss zeigten jedoch dendritische Äste mit Sorbit im Kern (NU 269 - 316), der von einer ferritischen (NU 128 - 98) oder perlitischen (NU 239) Schale umgeben ist (Abb. 6 a, b). ).
Reis. Abb. 6. Struktur von dendritischen Kristallen mit sorbitischem Perlit (a), x 100, und Fragmenten von Verzweigungen (b) in Ferrit- (oben) und Perlit- (unten) Schalen, x 500. Kohlenstoffumverteilung im Querschnitt anomaler Dendriten unten thermische Belastung, x 500:
c - Gussstruktur; d - Entkohlung der Felge. (Ätzen mit 4% HNO3)
Es stellte sich heraus, dass die thermische Stabilität von Sorbit in den zentralen Zonen von Dendriten mit abnormaler Struktur viel höher war als die von Perlit in regulären Dendriten. Und selbst bei vollständiger Ferritisierung der Schalen aus grobem lamellarem Perlit (Abb. 6, c, d), begleitet von einem starken Abfall der Werte der Mikrohärte in diesen Zonen und folglich ihrer Festigkeit, der Festigkeit des Inneren Zonen aufgrund der stabilen sorbitähnlichen Struktur blieben nahezu unverändert.
Anomale dendritische Strukturen wurden auch in Kuppeleisen (1 Schmelze pro 148 untersuchten) und Elektroofeneisen (3 Schmelzen pro 106 untersuchten) oder 0,67 % bzw. 2,83 % gefunden.
Bei Gusseisen muss noch ein weiteres Prinzip der Verbundverstärkung erfüllt werden: die Bedingungen für die Umsetzung einer starken Bindung zwischen den Verstärkungsfasern und der Matrix.
Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass verstärkende Dendriten als stärkste Strukturelemente zerstörerische Spannungen nicht vollständig wahrnehmen und sich gleichsam von einer eutektischen Matrix geringer Festigkeit „ablösen“ (Abb. 7). An der Bruchfläche liegt ein im Wesentlichen unzerstörtes dendritisches Gerüst frei, es werden hervorstehende dendritische Äste und regelmäßig beabstandete Hohlräume beobachtet, aus denen die dendritischen Äste „herausgezogen“ sind, d. h. in Gusseisen zeigen sich für Faserverbundwerkstoffe charakteristische Bruchmerkmale.
Reis. 7. Die Bruchfläche von Gusseisen:
a - verstärkende dendritische Struktur auf der Bruchfläche, Lichtmikroskopie, x10; b - hervorstehende verstärkende Dendriten, x 50; c - Hohlräume von "herausgezogenen" Dendriten, Rasterelektronenmikroskopie - SEM 250, x 100
Die Erfüllung der Anforderung – Verstärkung der Bindung zwischen Dendriten und der eutektischen Matrix – kann auch realisiert werden, indem eine anormale dendritische Struktur in Gusseisen in Form von sorbitähnlichen dendritischen Ästen gebildet wird, die von einer kontinuierlichen „Puffer“-Ferrit- oder Perlithülle umgeben sind.
Von grundlegender Bedeutung ist die Tatsache, dass alle Gusseisenrohlinge mit anomaler dendritischer Struktur genau das gleiche Ferrit-Graphit-Eutektikum mit einer entarteten Form von interdendritischem Graphit aufweisen (Bild 6).
Die im Hinblick auf die Beeinflussung der Festigkeit von Gusseisen äußerst unerwünschte Graphitmorphologie in der Ferritmatrix äußerte sich jedoch in den untersuchten Zusammensetzungen nicht negativ. Darüber hinaus lieferten relativ hohe Festigkeitswerte im Bereich von 245–290 MPa bei einer relativ geringen Härte von HB von 184–217 MPa diese Gusseisen mit guten Qualitätsindikatoren K = st / HB.
Die Untersuchung der wahren Form von Graphit durch die Methode der Transmissionsmikroradiographie dünner Eisenfolien zeigte seine Einkristallstruktur im Volumen jeder eutektischen Zelle und "Nichtwachstum" durch die Grenze in benachbarte Zellen (Abb. 8).
Reis. 8. Die Natur von Graphit in Gusseisen mit einer abnormalen Sekundärstruktur von Dendriten, x 100:
a - optische Mikroskopie; b - Transmissionsmikroskopie Obwohl dies bei der Untersuchung der optischen Mikroskopie nicht festgestellt werden kann, die nur ihre Größe bestimmt, die bei anomalen Gusseisen ziemlich groß war.
Es wurde festgestellt, dass die Dispersität anomaler dendritischer Strukturen ziemlich gering ist, da der Abstand zwischen den Zweigen zweiter Ordnung von anomalen X-Dendriten 34 μm beträgt und der von Gusseisen mit regulärer Kristallisation das 25,8-fache beträgt.
Die durchgeführten Untersuchungen ermöglichten die Feststellung, dass die thermokinetischen Bedingungen der Kristallisation nicht der bestimmende Faktor als möglicher Grund für die Bildung von anomalen Dendriten sind.
Gleichmäßige Ferritschalen (Abb. 9, a) von anomalen Dendriten nehmen beim Farbätzen (Abb. 9, c) eine inhomogene Farbe an, die kennzeichnet, dass der innere Teil der Schale des anomalen Dendriten weniger Silizium enthält als das Zentrum des Dendriten , und das Äußere übertrifft es.
Reis. 9. Mikrosegregationsheterogenität von anomalen dendritischen Zweigen von Gusseisen,
Ferritmantel:
a - geätzt mit Nital, x 100; b - Ätzen in kochendem Natriumpikrat x 100; c - innere Grenze des anomalen Dendriten x 2500
Die innere Hochwinkelgrenze (Abb. 9c), die die äußeren Schalen von der Mitte in einem dendritischen Kristall trennt, ist dick genug, obwohl sie nur in einigen Zweigen mit sowohl Ferrit- als auch Perlitschalen erscheint. Außerdem wurden während der Analyse Verzweigungen ohne interne Hochwinkelgrenzen identifiziert. Es hat sich herausgestellt, dass dabei immer ein dünner äußerer Ferritrand sichtbar bleibt, der wie eutektischer Austenit gefärbt ist, aber innerhalb des Dendrits keine sichtbare Grenze bildet. Es verschmilzt beim herkömmlichen Ätzen mit dem Hintergrund und fehlt in Standard-Kristallisationsdendriten.
Die Varianten von angenäherten Profilen von Segregationskurven, die auf der Grundlage visueller Bewertungen der Farbänderung und der Färbungsintensität konstruiert wurden, zeigten die qualitative Natur der Si-Seigerung entlang des Querschnitts von Zweigen in anomalen Dendriten (Fig. 10). Die abrupte Änderung der Si-Konzentration weist auf eine mehrschichtige Struktur aus anomalen Verzweigungen hin, die nacheinander erstarrte Elemente von drei Mikroseigerungszonen umfasst: Dendriten aus primärem Austenit, überschüssigem Austenit der inneren Schale und ausgeschiedenem Austenit der äußeren Schale.
Am Ende des dendritischen Wachstums erreicht die verbleibende interdendritische Flüssigkeit aus Gusseisen immer noch nicht die eutektische Konzentration, und überschüssiges Austenit wird daraus freigesetzt und setzt sich auf den primären Dendriten ab. Und obwohl zu Beginn der eutektischen Umwandlung die Schichtung von überschüssigem Austenit aus der interdendritischen Flüssigkeit die Bildung von vervollständigt
Die erhaltenen Ergebnisse wurden weiter durch Röntgenmikroanalysedaten bestätigt. Scans der Silizium-, Mangan- und Schwefelverteilung sind in Abb. 1 gezeigt. 10.
Reis. 10. Qualitative Natur der Trennung von Elementen über den Querschnitt der Äste
bei abnormen Dendriten:
a - qualitatives Schema der Änderung der Si-Seigerung entlang des Radius eines anomalen dendritischen Kristalls mit einer sukzessiven Änderung der Wachstumsmechanismen der festen Phase: 1 - primärer Austenit (kontinuierliches Wachstum); 2 - überschüssiges Austenit (Schicht-für-Schicht-Wachstum); 3" - ausgeschiedener Austenit; 3 - eutektische Mischung; b - Änderung der Intensität der charakteristischen Strahlung von Elementen (Mn, Si und S) in Dendriten mit anomaler Struktur. Rechts ist ein vergrößertes Fragment des Scan-Gramms von den Spurenabschnitt mit Mittelung der Seigerungskurve von Silizium
Somit war es gemäß dem Profil der Seigerungskurven möglich, verschiedene Wachstumsmechanismen der festen Phase zu identifizieren, die sich unter den Bedingungen der tatsächlichen Erstarrung von kommerziellen Gusseisen gegenseitig ersetzten.
Weitere Studien wurden innerhalb der Annahmen der Hypothese über die thermodynamische Natur der detektierten Anomalien in der dendritischen Struktur durchgeführt. Es wurde angenommen, dass das wahrscheinlichste Auftreten der abnormalen Struktur von dendritischen Kristallen in Gusseisen mit der Blockierung des dendritischen Wachstums durch oberflächenaktive Verunreinigungen zusammenhängt.
Eine Analyse der chemischen Zusammensetzung jedes Gusseisens mit einer solchen Struktur (Abb. 6) zeigte das Vorhandensein von Verunreinigungen mit positiver Gibbs-Adsorption, deren Gesamtmenge durchaus eine vorzeitige Blockierung des Dendritenwachstums verursachen könnte (Tabelle 1).
Tabelle 1
Als 8p Pb 2p B1 8e C
0,006 - 0,008 0,006 -0,009 0,001 0,001 -0,004 0,005 - 0,008 0,001 0,001 -0,005 0,001
Die erhaltenen Daten (Tabelle 1) ermöglichten es, die Zusammensetzung des in die Gusseisenschmelze eingebrachten komplexen Additivs auszuwählen und Dendriten mit anomaler Struktur zu erhalten (Abb. 6). Gleichzeitig lag die Festigkeit der erhaltenen Gusseisen innerhalb der Grenzen der Güten SCH 30 - SCH 35 und der regulären Gusseisen der Güten SCH 20 - SCH 25.
Auf der Grundlage der durchgeführten Untersuchungen wurde die Bedeutung der Parameter des Primärgefüges von Grauguss festgestellt, die für die Erhöhung der Festigkeit im Eisenguss verantwortlich sind. Es wird gezeigt, dass der Volumenanteil von Dendriten in Industriegusseisen zwischen 15 und 65 % variiert. Gleichzeitig nimmt unter sonst gleichen Bedingungen die Festigkeit von Gusseisen mit zunehmender Anzahl dendritischer Kristalle in der Masse des Materials zu, jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenze (~ 45 %), die durch die bestimmt wird Verteilung von Dendriten in der Masse des Materials in Bezug auf die aufgebrachte Last und ihre Struktur. Eine weitere Erhöhung der Zahl der Dendriten im Material hat keinen Einfluss auf die Änderung des Festigkeitswerts in Richtung einer Verringerung oder Erhöhung seines Werts.
Es zeigt sich, dass bei industriellen Gusseisenzusammensetzungen mit unterschiedlicher Zahl von Dendriten der Einfluss der Größe der eutektischen Matrixzellen auf die Festigkeit nicht gleich ist. Eine Erhöhung der Festigkeit aufgrund einer Erhöhung der Dispersion eutektischer Zellen wird bei Gusseisen mit einem Volumenanteil an Dendriten von nicht mehr als 25% sowie bei Gusseisen mit einem hohen Anteil an Dendriten (> 45%) beobachtet, dh wenn die verstärkende Wirkung von Dendriten geschwächt oder unzureichend ist.
Die durchgeführten Studien zeigten bisher unbekannte Wege der Transformation der dendritischen Struktur von Gusseisen auf der Grundlage der Beziehung zwischen seiner Zusammensetzung und Mustern der Strukturbildung auf, die es ermöglichten, auf dieser Grundlage ein neues Verfahren zur Steuerung der Festigkeitseigenschaften von Gusseisen zu entwickeln Eisenguss.
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Redaktionsschluss 13.04.2012
MERKMALE DER STRUKTURIERUNG IN GRAUEM ROHEISEN
Staatliche Technische Universität Wolgograd
Es wird die Analyse der Primärstruktur des Roheisens durchgeführt und die mögliche Variante seiner Umwandlung betrachtet, die das Wachstum der Haltbarkeit in Roheisengussstücken beeinflusst.
Schlüsselwörter: graues Roheisen, Verbundhärtung, Dendriten, Eutektikum, Aktivität von Kohlenstoff (ac), Dauerhaftigkeit.
Im ersten Teil des Artikels werden die Ursachen und Methoden zur Beseitigung von Fehlern in Hartchromschichten betrachtet und im zweiten Teil Methoden zur Vermeidung, Erkennung und Beseitigung von Fehlern.
Auf der Chromoberfläche fallen oft Mängel auf. Die Ursachen dieser Fehler richtig zu identifizieren, ist eine Aufgabe für Galvaniker und Verbraucher ihrer Produkte. Wo und wie diese Defekte entstehen, sei es durch die Verwendung eines ungeeigneten Elektrolyten oder durch schlechte Handhabung der Ausrüstung, durch Defekte im Metall selbst oder durch andere Ursachen – all diese Probleme werden in diesem Artikel erörtert.
Es muss verstanden werden, dass die meisten Defekte in Hartchrombeschichtungen, wie Vertiefungen, Gitter, Dendriten, hauptsächlich im Grundmetall oder auf der vorbereitenden Oberfläche der Vorbeschichtung, Arbeitsstufe, und in geringerem Maße diese Defekte entstehen entstehen durch die Verwendung von nicht standardmäßigem Elektrolyt. Wenn Rohlinge mit weit verbreiteten Fehlern erhalten werden, aber mindestens einer davon mit einer zufriedenstellenden Beschichtung erhalten wird, dann Es ist unwahrscheinlich, dass der verwendete Elektrolyt defekt ist. In der Regel sollte die Fehlerursache bzw. Fehlerquelle woanders gesucht werden.
Die Ehe tritt jedoch immer noch aufgrund der Verwendung eines ungeeigneten Elektrolyten auf. Hier fangen wir an.
Defekte, die durch die Verwendung von nicht standardmäßigen Lösungen verursacht wurden.
Diese Defekte können auftreten, wenn die Zusammensetzung des Elektrolyten falsch gewählt ist oder sich magnetische oder andere Partikel darin angesammelt haben. Die Verwendung von Lösungen mit einem hohen Verhältnis von Chromsäure zu Katalysatorgehalt kann zur Bildung von großen, leicht gefärbten Vertiefungen bis zu 3 mm (1/8 Zoll) Durchmesser "anhaftende Krusten" oder "Halbmonde" führen. Diese Fehler sind charakteristisch von Lösungen mit geringer Katalysatorkonzentration.
Richtig ausbalancierte Lösungen, jedoch mit einem hohen Gehalt an metallischen Einschlüssen, führen in einem größeren Ausmaß zu deutlich ungleichmäßigen und noduligen Beschichtungsoberflächen als vollkommen saubere Lösungen. Lösungen mit einer Gesamtkonzentration von Eisen und 3-wertigem Chrom von 10-15 g/l (1,5-2 oz/gal) wurden erfolgreich verwendet, aber in Beschichtungen mit einer Dicke von mehr als 0,13 mm (5 mil) wenn die Konzentration von Fe + überschritten, Cr 3+ bei 4 g/l (0,5 oz/g) waren sehr auffällige Unterschiede in der resultierenden Oberflächenrauhigkeit.
Im Galvanikbad schwimmende und abgelagerte nicht haftende und nicht magnetische Partikel beeinträchtigen die Beschichtung senkrechter Flächen nicht. Die meisten galvanischen Chrombäder enthalten eine gewisse Menge an unlöslichem Bleichromat aus den Anoden sowie Bariumsulfat durch die Zugabe von Bariumcarbonat im unaufbereiteten Elektrolyten. Einige finden es vorteilhaft, Elektrolyte mit Chrom zu filtern. Diejenigen, die dies tun, müssen eine hochwertige Beschichtung mit einer Schichtdicke von über 0,18 mm (5 mil) erhalten.
Die Verwendung von Hilfsstoffen kann jedoch die Lösung kontaminieren und schwerwiegende Fehler in der Hartverchromung verursachen. Die Kategorie der Hilfsmittel umfasst: Galvanikband, Kunststoffkugeln, Weichmacher, Isolierlack, Draht(bürsten)bürsten.
Anhaftende Partikel aus Öl oder vom Klebeband neigen dazu, an die Oberfläche der Lösung zu schwimmen und können, wenn das Werkstück in das Bad eingetaucht wird, daran haften bleiben. Solche Partikel können zu Störungen des Galvanikprozesses und zum Auftreten von Punktfehlern (Lochfraß) führen.
Es ist bekannt, dass schwimmende Kunststoffkügelchen, die zur Steuerung der Elektrolytverdampfung verwendet werden, Wachs und andere Abbauprodukte sammeln und einen klebrigen Film bilden. Beim Eintauchen des Werkstücks in das Bad und bei Kontakt mit kontaminierten Kugeln kann ein klebriger Film von der Oberfläche der Kugeln auf die Oberfläche des Werkstücks übergehen, was zu Beschichtungsfehlern führen kann. Darüber hinaus können flexible PVC-Schläuche Flüssigkeit von der Oberfläche abgeben und einen klebrigen Film bilden, der an den Kontaktstellen zwischen dem sauberen Werkstück und den Schläuchen Fehler verursacht. Eine ständige Ursache für Ausschuss ist die unvollständige Entfernung von Isolierlack oder Wachs.
Zur Entfernung dürfen keine Verdünner oder Lösungsmittel verwendet werden, da der nach dem Waschen zurückbleibende dünne Film vor dem Galvanikprozess nur sehr schwer zu erkennen ist. Nach einem unerwünschten Stopp des Prozesses wird die Beschichtung mit einem Messer abgezogen, die Werkstücke mit feinkörnigem Sandpapier und dann mit Bimsstein- oder "Kreide" -Pulver gereinigt.
Verschiedene magnetische (Eisen-)Partikel, wie Stücke rotierender Drahtbürsten, beim Beizen vom Werkstück abgetrenntes Material, Abfall von unbeschichteten Innenflächen und kleine Partikel, die von der Oberfläche rotierender Kontakte und Lager weggetragen werden; Alle diese Partikel werden durch ein Magnetfeld eines elektrischen Stroms vom Werkstück angezogen. Diese Partikel haften an der beschichteten Oberfläche, was trotz des Mischens der Lösung zur Bildung von Knotendefekten führt.
Maßnahmen zur Vermeidung von Mängeln.
Sie müssen Folgendes tun:
- Entfernen Sie Kalk und Schmutz von der Oberfläche des Tanks und halten Sie die Freiborde sauber.
- Beseitigen Sie die Kontaminationsquelle.
- Befeuchten Sie die Arbeitsfläche des Werkstücks, wenn Sie es in die Lösung eintauchen.
- Werkstück gründlich reinigen, Öl, Schmutz, Schleifmischungen restlos entfernen.
- Im Bereich Galvanik nicht polieren, nicht schleifen.
- Halten Sie Gestell, Labortische, Lösungsbehälter, Tabletts usw. sauber.
- Lackieren Sie die Kanten und Kanten der Isolierbänder, um die Auflösung des in der Lösung klebrigen Latex zu vermeiden.
- Das Reinigen und Ätzen des Werkstücks sollte in separaten Becken erfolgen (nicht in dem, in dem der Galvanikprozess durchgeführt wird).
- Reinigen Sie alle Innenflächen gründlich und versiegeln Sie sie sicher vor dem Eindringen von Elektrolyt.
- Vernickeln oder Verzinnen von rotierenden Buchsen oder Krümmerringen.
Transportbedingte Mängel.
Vor dem Galvanisierungsprozess muss das Werkstück mit großer Sorgfalt an den Beschichtungsort gebracht werden, um einen Kontakt mit anderen Oberflächen zu vermeiden.
Unachtsamkeit führt zum Beispiel zu einer Reihe von Vertiefungen auf der Oberfläche der Abdeckungen von Hydraulikstangen, die auf Karren mit Metallrädern zu Haufen gestapelt wurden. Vibrationen von rollenden Rädern auf einer starren Basis führten zu Passungskorrosion in Bereichen, die sich entlang der linearen Kontakte zwischen den Werkstücken befanden. Dieses Problem wurde gelöst, indem Gummireifen an den Rädern des Wagens angebracht wurden, um das Vibrationsniveau zu reduzieren, und Papierabstandshalter zwischen den Werkstücken verwendet wurden, um einen Kontakt zwischen ihnen zu verhindern.
Unmittelbar nach der Oberflächenbearbeitung des Werkstücks müssen diese Oberflächen, ob poliert oder nicht, mit Pradt-Papier umwickelt werden, um sie vor schädlichen Einflüssen zu schützen. Um im intensivsten Einsatz zuverlässigen Schutz zu bieten, reichen wahrscheinlich mehrere Lagen Papier.
Auch der Kontakt der Oberfläche des Werkstücks mit dem Kathodenbus kann zum Auftreten von Oberflächendefekten führen.
Beim Laden des Werkstücks in den Tank im Moment seines unerwarteten Abstreifens oder Kontakts mit dem Kathodenbus schlüpft ein Lichtbogen, der zu Graufleckigkeit (Mikropunktfehler) führen kann. Der Kontakt der Oberfläche des Werkstücks mit der Oberfläche der Anoden führt ebenfalls zu schwerwiegenden Defekten. In jedem Fall muss das Werkstück, das mit dem Kathodenbus oder mit der Anode in Kontakt war, aus dem Tank (Bad) gezogen und in geeigneter Weise nachbearbeitet und vor dem erneuten Beschichten sorgfältig untersucht werden.
Auch beim unvorsichtigen Transportieren oder Verladen von Werkstücken können sich oft Defekte bilden. Daher ist es für das Arbeitspersonal erforderlich, die Technologie des Transports oder Ladens von Rohlingen sehr sorgfältig zu befolgen und auch bei ihren Handlungen sehr vorsichtig zu sein.
Fehler im Grundmetall.
Wenn das Grundmetall selbst als Quelle von Fehlern angesehen wird, müssen 2 Probleme berücksichtigt werden: (1) mechanische Endbearbeitung und andere Methoden der Oberflächenvorbereitung und (2) metallurgische Kontinuität (Integrität) der Metallstruktur an ihrer Oberfläche und in der Nähe.
Die Prozesse der maschinellen Veredelung lassen sich mit der Arbeit eines Pfluges auf Ackerland vergleichen. Unabhängig davon, ob die Furche durch eine einzelne Spitze des Schneidwerkzeugs oder durch viele Spitzen von Schleifscheiben oder Honsteinen geschnitten wird, jede Spitze des Pfluges bildet eine Furche mit erhöhten Rändern an den Rändern. Diese Kanten enthalten normalerweise Fragmente und Mikrograte aus Metall. Die so gebildeten scharfen Kanten und Metallstücke werden zu Konzentratoren mit hoher Stromdichte, von denen aus die Chromabscheidung beginnt, wie Jones und Kenez im Forschungsprojekt 14AES demonstrierten. An diesen Stellen entstehen Knotenfehler, die beim Erhalt einer Hartverchromung große Probleme verursachen. Beim Polieren der fertigen Beschichtung werden diese Defekte abgetragen, was zur Bildung von Hohlräumen führt.
Abbildung 1 zeigt eine Welle aus 4140-Stahl, die auf eine Oberflächengüte von 16 Mikron geschliffen wurde und mit 0,5 mm (20 mil) Chrom plattiert. Es gibt viele Knoten und Gaseinschlüsse auf der Oberfläche der Beschichtung. Abbildung 2 zeigt einen vergrößerten Gaseinschluss, der zu einem großen Defekt im Grundmetall führt. Chrom an der Anode gelöst. Die mikroskopische Untersuchung der Oberfläche des Grundmetalls (Abb.3) ermöglichte es, die Folgen des intensiven Schleifens zu erkennen. Der Abrieb des Grundmetalls verlief so intensiv, dass sich die Oberfläche aufhärtete und unter Einwirkung von Zugspannungen senkrecht zur Schleifrichtung Risse an der Oberfläche entstanden.
Eine ähnliche Welle (Bild 4) wurde vor dem Galvanisieren auf verschiedene Weise einer Endbearbeitung unterzogen. Die Ergebnisse zeigen, was jede dieser Methoden liefert. Vor dem Eintritt ins Labor wurde die Vollwelle zunächst grob geschliffen.
Ein Abschnitt der Umfangsfläche des Mittelteils der Welle wurde überhaupt nicht berührt, während andere Abschnitte auf einer Drehbank mit einem Satz Schleifpapier poliert wurden (manuell mit abrasiven Materialien ohne Verwendung eines Bremssattels (Stützelemente)); mit stetig steigender Körnung: zuerst mit Körnung 320, dann 400, dann wurde Papier mit Siliziumkarbid mit Körnung 600 verwendet ca. 1/4 - 1/3 des Schaftumfangs abgedeckt. Ein Bereich wurde mit einer Mischung aus Stahlwolle rundpoliert. Der andere Abschnitt wurde mit Aluminiumoxidpartikeln der Körnung 120 trocken geblasen. Abschnitt 3 wurde nicht bearbeitet. Die so erhaltenen Oberflächen sind in den Schliffbildern in den Fig. 5-10 gezeigt.
Abbildung 5 zeigt eine geschliffene Stahloberfläche vor und nach der Beschichtung. Die Chrombeschichtung ist extrem knötchenförmig, wobei sich Knotenfehler entlang der Rillen vom Schleifen befinden.
Abbildung b zeigt die mit Papier polierte Oberfläche vor und nach dem Beschichten. Die in Abbildung 5 (oben) ersichtlichen Schleiflinien wurden entfernt, aber Restkratzer und Beulen sind sichtbar. Allerdings ist die Chromoberfläche deutlich besser geworden als in Abb. 5 (unten).
In Fig. 7 sind die Schleiflinien noch auf der geschliffenen Oberfläche sichtbar, die mit Aluminiumoxidpartikeln geblasen wurde; Die Chromoberfläche ist sehr astig (mit vielen kugelförmigen Dendriten). Abbildung 8 zeigt eine mit Papier polierte und mit Aluminiumoxidpartikeln geblasene Oberfläche. Es gibt keine auffälligen Linien vom Schleifen mehr, aber als Ergebnis des Blasens erschienen viele kugelförmige Defekte auf der Oberfläche.
Abbildung 9 zeigt die mit einem elastischen Kreis geschliffene und polierte Oberfläche. Nach dem Polieren wurde die Chromoberfläche bemerkenswert glatt. Konzentrierte Punkte erscheinen auf dem geschliffenen, polierten Papier und der mit einem elastischen Kreis polierten Oberfläche. Diese Flecken weisen darauf hin, dass der Korrosionsschutz ausgewaschen wurde und relativ tiefe Schleifkratzer vorhanden sind. Das Polieren mit Sandpapier verbesserte sicherlich die Qualität der Oberfläche, war aber nicht tief genug, um alle Mikrorauhigkeiten zu entfernen, die durch das Schleifen zurückblieben.
Vor der Beschichtung wurde die Welle einige Sekunden anodisch (mit Verbindung zur Anode) gebeizt, um diverse Zustandsänderungen der Stahloberfläche zu minimieren. Anschließend wurde die Oberfläche der Welle in einem industriellen Galvanikbad verchromt, die Schichtdicke wurde auf 0,2 mm gebracht.
Das Beispiel zeigt, dass eine hervorragende Oberfläche und Beschichtung nur durch eine vollständige Reinigung der durch die mechanische Nachbearbeitung verursachten Mikrorauhigkeiten erzielt werden kann. Dies kann erreicht werden, indem man mit einer geschärften, oft abgerichteten Schleifscheibe eine dünne Schicht Späne abträgt, nacheinander durchläuft und dadurch tiefe Rillen entfernt und verkleinert, sie kann durch sukzessives Polieren mit Schleifpapier und (elastischem) entfernt werden ) Rad oder Treibpartikel Aluminiumoxid. Es sollte beachtet werden, dass eine geschärfte, frisch geschmierte Scheibe, die richtig geschmiert ist, möglicherweise weniger Oberflächenunregelmäßigkeiten erzeugt als eine polierte, stumpfe oder falsch geschmierte, feinkörnigere Scheibe.
Durch das Schleifen selbst kann es zu Lochfraß (punktuelle Vertiefungen) durch das Einbringen von feinkörnigen Partikeln des Kreises in die Metalloberfläche kommen. Abbildung 11 zeigt ein solches feinkörniges Partikel, das sich vom Kreis gelöst hat und in die Oberfläche eingedrungen ist. Für eine Oberfläche das mit einem polierten, abgenutzten Kreis stark poliert wurde, reicht das Polieren allein nicht aus.Obwohl die Oberfläche extrem glatt sein kann, kann die festhaftende, aber auf Zug beanspruchte Chromschicht später Grate und Mikrograte abheben, was zu kugeligen Fehlern führt.Daher müssen diese Grate vor dem Plattieren von der Oberfläche des Grundmetalls entfernt werden. Schleifbandpolieren, Dampfstrahlen, Schleifscheibenpolieren ohne Verwendung von Schmiermittel, Polieren (elastische Scheibe mit Spanmischung), Superfinish (oder Mikroschleifen) und Elektropolieren. Eine gute Quelle für weitere Informationen zur Schleiftechnologie ist der Leitfaden für die Metallbearbeitung, herausgegeben von der American Society of Metalworkers, Metal Vapor OH 44073.
Es gibt nur sehr wenige Bilder der dendritischen Struktur von Metallen im Internet, abgesehen von dem bekannten Foto des Chernov-Kristalls und sogar dem Diagramm aus dem Lehrbuch von A.P. Guljajew. Aber schon wenn man sich mit den Strukturen von Metallen beschäftigt, dann muss man wissen, wie sie aussehen. In einem Bereich wie der Metallwissenschaft kann keine Beschreibung reale Bilder von Strukturen, ihre Betrachtung, ihr Verständnis und ihre Analyse ersetzen.
Damit, Dendriten in Metallen. Zunächst muss gesagt werden, dass dendritische Strukturen in der Regel bei der Kristallisation aus einer Schmelze entstehen.
Kristallisation aus Flüssigkeit beginnt mit dem Auftreten von Kristallisationszentren, d.h. Punkte, von denen aus der weitere Aufbau von Kristallen fortgesetzt wird. Als Ergebnis beginnen sich kristalline Formationen verschiedener Art aus der Flüssigkeit zu bilden. In Ausnahmefällen entsteht ein Kristall, der eine geometrisch regelmäßige Form hat - ein Polyeder oder ein Polyeder. Dies geschieht, wenn die äußeren Bedingungen die volle Entwicklung des Kristalls (in alle Richtungen) begünstigen.
Unter normalen Bedingungen bilden sich unregelmäßig geformte Kristalle, die als Kristallite bezeichnet werden. Es gibt zwei Arten von Kristalliten. In einem Fall nähert sich die Form des Kristallits einer polyedrischen an oder nimmt eine runde Form an. Diese Formation wird Korn genannt. In einem anderen Fall haben kristalline Formationen eine verzweigte Form mit ungefüllten Lücken, die einem Baum ähneln. Sie werden Dendriten genannt.
Dendriten sind das Anfangsstadium der Kristallbildung. Der Kristall beginnt sich vom Kristallisationszentrum aus zu bilden. In diesem Fall wird keine dichte Packung kristalliner Gruppen in einem Kristall erhalten; Erstens sind diese Gruppen in bestimmten Richtungen miteinander verbunden und bilden die Achse des zukünftigen Kristalls.
Wenn die Kristallisationsbedingungen so sind, dass die Zwischenräume zwischen den Achsen keine Zeit haben oder nicht gefüllt werden können, bleibt die Form des Dendriten erhalten und kann beobachtet werden.
Dendriten (von griechisch δένδρον - Baum) sind komplex-kristalline Gebilde einer baumartigen Verzweigungsstruktur (Wikipedia - Artikel "Dendrit (Kristall)"). Diese Definition ist sehr treffend – Dendriten haben tatsächlich eine baumartige Verzweigungsstruktur. Und es kann bewiesen werden. Abbildung 1 zeigt echter Dendrit. Es wurde im Prozess der sich selbst ausbreitenden Hochtemperatursynthese im Ni-Ti-O-System gebildet.
Bild 1. echter Dendrit.
Ein Dendrit ist ein Einkristall (d. h. ein Kristall). ist in Abbildung 2 dargestellt. Zuerst werden Achsen erster Ordnung gebildet, dann werden Achsen zweiter Ordnung geboren und wachsen auf ihnen. Weiter - der dritte.
Abbildung 2. Schema der Dendritenbildung.
Wie aus den folgenden Abbildungen ersichtlich ist, Dendriten in Metall in der Form stellen sie wirklich "Zweige" dar. Manchmal sagen sie Äste von Dendriten".
Figur 3 Dendriten in Aluminiumlegierungen: Dendriten in fester Aluminiumlösung und eutektisches Al-Si.
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| Austenitisches Gusseisen CHN15D7 | Untereutektisches Gusseisen |
Figur 4
In einem echten Kristall sind normalerweise Achsen der ersten und zweiten Ordnung sichtbar, die dritte - seltener (tatsächlich ist einfach nicht genug Zeit für ihre Bildung - die Kristallisation endet). Im Allgemeinen gilt: Je mehr Ordnungen sichtbar sind, desto langsamer kristallisiert die Legierung. Abbildung 5 unten zeigt einen Dendriten, der Achsen dreier Ordnungen enthält. Die dritte Ordnung ist nicht vollständig ausgebildet, an manchen Stellen sind die Achsen der dritten Ordnung nur angedeutet. Die Achse erster Ordnung ist ein grüner Pfeil, die zweite - blau, die dritte - rot.
Abbildung 5 Dendriten verschiedener Ordnungen aus Silum.
Dendritische Strukturen verschiedener Legierungen sind ähnlich. Am Aussehen des Gussgefüges, insbesondere bei geringer Vergrößerung, ist nicht immer erkennbar, um welche Art von Legierung es sich handelt. Zum Beispiel Dendriten in Stahl, Gusseisen, Kupfer und Oxidsystemen.
Abbildung 6. Dendritische Struktur in verschiedenen Legierungen bei 100- bis 200-facher Vergrößerung.
Manchmal hat der Dendrit eine Form (man spricht üblicherweise von "Morphologie"), die für ganz bestimmte Legierungen charakteristisch ist. Beispielsweise entstehen in übereutektischem Silumin (Aluminium-Silizium-Legierung, Siliziumgehalt über 11,7 %) beim Eingießen in den Boden Siliziumkristalle, die eine dendritische Struktur aufweisen. Das sind die sog skelettartige Siliziumkristalle. Manchmal sagen sie "Skelette" aus Silizium. Bei höherer Kristallisationsgeschwindigkeit (Gießen in eine Metallform - Kokille) haben Siliziumkristalle bereits eine polygonale Form. Es gibt jedoch Ausnahmen...
Abbildung 7 Siliziumkristalle in übereutektischem Silumin.
Bei stärkerer Vergrößerung ist die Legierung leichter zu bestimmen: legiertes Silumin (Kieselphasendendriten), ferritisches Gusseisen (Ferritdendriten), Babbitt ( Antimon-Dendriten). Die vierte Figur ist nicht leicht zu identifizieren - das ist die erhaltene Struktur selbstausbreitende Hochtemperatursynthese(möglicherweise der intermetallische Dendrit vor dem Hintergrund des Eutektikums).
Abbildung 8. Charakteristische Dendriten in verschiedenen Legierungen.
Man könnte fragen: Warum so viel über Dendriten?
Tatsache ist, dass jedem Material eine bestimmte Struktur gegeben wird, die auf praktischen Zwecken basiert. Beispielsweise „funktioniert“ Gusseisen im gegossenen Zustand (sie können verformt werden, aber das ist nicht das Thema dieses Artikels). Stahl wird in der Regel in verformtem Zustand geliefert. Bleche, Stäbe, Bänder, Bänder – all das sind die Lieferformen von Stahlhalbzeugen. Um solche Halbzeuge zu erhalten, wird der zunächst gegossene Stahl einer speziellen Druckbehandlung bei erhöhten Temperaturen unterzogen. Nach einer solchen Bearbeitung sollte keine Gussstruktur vorhanden sein. Wenn es also erhalten bleibt, handelt es sich um eine Ehe. Dies ist in Abbildung 9 dargestellt. Der Kreis markiert das gegossene "Skelett" aus Stahl. Wir werden auf dieses Thema im Abschnitt "Anti-Produkte" zurückkommen.
Abbildung 9. Reste Gussstruktur aus R18-Stahl(Produkt - Zapfhahn).
Dendriten sollen nicht nur direkt in Legierungen erkennbar sein, sondern auch in Hilfsstoffen, beispielsweise in Woods Legierung. Die Struktur der Wood-Legierung variiert. Es kommt auf die Zusammensetzung an, wie "frisch" die Legierung ist, oder wiederverwendet. Abbildung 10 zeigt Dendriten in Woods Legierung, mehrfach umgeschmolzen. Natürlich gibt es in einer solchen Legierung viel "Schmutz", der beim Umschmelzen in die Legierung gelangt ist.
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| aber | B |
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Abbildung 10. Dendriten in Woods Legierung: a - Hellfeldbild; b-d - differentieller Interferenzkontrast.
Eismuster sind immer erkennbar. Eis ist eine feste Existenzform von Wasser, die beim Prozess der Kristallisation (Gefrieren) entsteht. Seine Formen sind vielfältig. Übrigens, Eisdendriten ist in jeder Gefrierpfütze zu sehen (es sei daran erinnert, dass Wasser im Temperaturbereich von 0 bis 100 0 C eine Eisschmelze ist).
Abbildung 11. Eisdendriten unterschiedlicher Morphologie (Glasfoto).
Schneeflocken sind auch Dendriten, nur in Form von Sternchen.
Aber darunter sind die Dendriten, die wir leider weniger sehen als fühlen. Das sind Eiskristalle auf der Oberfläche von Pflastersteinen. Oben ist Wasser. Nachdem der Frost zum Tauwetter kam, fing es an zu regnen. Die Fliese hatte aufgrund ihrer unzureichenden Wärmeleitfähigkeit keine Zeit zum Aufheizen. Hier ist ein Teil des Regenwassers und kristallisiert.
Abbildung 11. Eisdendriten auf der Oberfläche der Kachel, wo alle hinfallen.
Die folgenden Fotos sind Dendriten auf Metallen". Abbildung 13 zeigt die Ergebnisse des Waschens eines Abschnitts von Berylliumbronze mit Ethylalkohol (anstelle von Wasser) nach dem Ätzen mit einer gesättigten Lösung von Kaliumbichromat in Schwefelsäure. Das Waschen mit Alkohol schlug fehl, das Reagenz blieb auf der Oberfläche und trocknete aus. Bei unterschiedlichen Vergrößerungen sind auf der Oberfläche Kaliumdichromat-Kristalle zu sehen, die eine eigene charakteristische Farbe haben.
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Abbildung 13. Kaliumbichromat-Dendriten an einer Probe aus Berylliumbronze BrB2.