Модифікатор кристалізації це речовина яку вводять у розплавлений метал перед кристалізацією для одержання дрібнозернисто

Модифікатор кристалізації — це речовина, яку вводять у розплавлений метал перед кристалізацією для одержання дрібнозернистої структури виливків. Така структура за інших рівних умов має кращі механічні й технологічні властивості, зокрема, меншу крихкість порівняно з грубозернистою. Існує два типи модифікаторів: тугоплавкі та поверхнево-активні.

Тугоплавкі модифікатори або модифікатори інокулюючої дії утворюють з хімічними елементами розплаву тугоплавкі нерозчинні в ньому тверді частинки, які сприяють , виконуючи роль підкладок. Так збільшується швидкість утворення центрів кристалізації, що спричиняє подрібнення структури відлитого сплаву. Ефективність дії тугоплавких модифікаторів залежить від структурної та розмірної відповідності кристалічної будови матричної фази і утворюваних ними фаз-підкладок. Що більша ця відповідність, то менша поверхнева енергія міжфазової границі підкладка-матриця (умова гетерогенного зародкоутворення) і більший термодинамічний стимул до утворення зародків на цих підкладках. Ефективними тугоплавкими модифікаторами для сталей є титан, ванадій, ніобій, які утворюють тугоплавкі карбіди ТіС, VC, NbC; для алюмінієвих сплавів — титан, цирконій, які утворюють з алюмінієм сполуки Al₃Ti, Al₃Zr; для магнієвих сплавів з алюмінієм — крейда, магнезит, які містять карбон.

Поверхнево-активні модифікатори осаджуються у вигляді тонкого шару на поверхні зародків та кристалів, які ростуть у розплаві, зменшуючи тим поверхневу енергію міжфазної границі розплав-тверда фаза. Це зумовлює зменшення лінійної швидкості росту кристалів та збільшення швидкості утворення центрів кристалізації, оскільки зменшується . Така подвійна дія поверхнево-активних модифікаторів ефективно зменшує розміри зерен закристалізованої структури. Наприклад, таким чином подрібнює структуру литих сталей бор, алюмінієвих сплавів — натрій, калій.

Примітки

Ребиндер П. А., Липман М. С. Физико-химические основы модификации металлов и сплавов малыми поверхностно активными примесями // Исследования в области прикладной физико-химии поверхностных явлений. — М.-Л., 1936. — С. 36-52.

Література

Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Практикум: Навч. посібник/ В.Попович, А.Кондир, Е. Плешаков та ін. — Львів: Світ, 2008. — 422 с.

[1] Ребиндер П. А., Липман М. С. Физико-химические основы модификации металлов и сплавов малыми поверхностно активными примесями // Исследования в области прикладной физико-химии поверхностных явлений. — М.-Л., 1936. — С. 36-52.