|
кристаллизации. Толщина этого начального слоя мелких кристаллов зависит от скорости отвода тепла из кристаллизующегося слоя стали, т. е. от разницы температур между этим слоем и стенкой формы, ее теплопроводности и теплоемкости. Этот слой состоит из очень мелких разноосных кристаллов, ориентированных в различных направлениях. Различная ориентировка начальных кристаллов служит доводом в пользу самопроизвольного их образования.
По мере роста корочки повышается температура стенок изложницы или формы, а это замедляет отвод тепла, т. е. уменьшает скорость кристаллизации. Начинается нарастание кристаллов металла на осевшую первоначальную корку в направлении отвода тепла от оси изложницы или теплового центра формы к ее стенкам. Рост кристаллов происходит по всем координатным осям. По направлению от стенок изложницы или формы к оси или тепловому центру рост дендритов не имеет препятствий, так как здесь имеется металл, из которого постоянно нарастают кристаллы на эту продольную ось или ветвь, но в сторону от этой продольной ветви растущие поперечно ей боковые ветви быстро наталкиваются на боковые ветви смежных дендритов и смыкаются с ними. Таким образом получаются удлиненные кристаллиты — длинноосные дендриты. Длина их зависит от скорости охлаждения, химического состава и содержания в ней газов и неметаллических частиц. При быстром охлаждении (малой толщине стенок отливок) дендриты мельче, чем при медленном. На рис. 98 приведена схема кристаллизации металла.
Описанный процесс происходит при непрерывном отводе тепла от слоя уже застывшего в изложнице или форме металла к стенкам изложницы или формы. Температура застывшей части постепенно понижается по направлению к стенкам изложницы или формы и далее от их внутренней поверхности к внешней.
В какой-то промежуток времени между телом изложницы и внешней коркой застывшего металла образуется воздушный зазор вследствие теплового расширения металлической формы и некоторого сокращения объема застывающей стали. В песчаной форме образование зазора не происходит, так как формовочная смесь прилипает к корке застывшего металла. Только в местах наружных холодильников или в металлической форме может образоваться воздушный зазор.
Благодаря тому, что воздух является плохим проводником тепла, теплоотдача путем теплопроводности несколько замедляется. Теплосодержание изложницы и формы по мере их нагревания увеличивается, т. е. поглощение тепла путем теплоемкости уменьшается и застывание стали с охлаждением отливки идет главным образом за счет теплопроводности застывшего слоя стали, изложницы или формы. В изложнице или металлической форме через воздушный зазор теплопередача происходит путем излучения на стенки изложницы и в меньшей степени путем охлаждения конвекционными воздушными струями.
В песчаной сырой форме значительное поглощение тепла происходит от испарения влаги.
| 
