Crescimento de dendrito de aço

O modo de crescimento do cristal, ou seja, a forma como a frente de solidificação avança, depende do tamanho do subresfriamento formado pela frente de solidificação. Quando a composição do subresfriamento aumenta do zero e de pequeno para grande, a frente de solidificação evoluirá de um estado suave e desorganizado para um crescimento celular, dendrítico e endofítico. Nas condições reais de solidificação dos lingotes de aço, durante a maior parte do período de solidificação, a frente de solidificação cresce em um estado dendrítico ou endógeno, obtendo finalmente a estrutura cristalina de cristais dendríticos. Os cristais sempre entram em contato com a fase líquida na superfície com o arranjo mais próximo dos átomos, a fim de minimizar a energia da superfície. Rede cúbica de face centrada Para Fe, o plano compactado é o plano {111}, de modo que o cristal que começa a precipitar tem a forma de octaedro. Com o progresso da cristalização, como a cristalização fracionada forma uma camada de enriquecimento de soluto na frente da solidificação, o cristal crescerá a partir do topo do octaedro, a parte com menor concentração de soluto enriquecimento na superfície, ao longo da direção [111], formando o eixo primário (tronco) do dendrito. Então, o eixo primário cresce e engrossa preferencialmente ao longo da borda do Octaedro - a parte inferior da concentração de soluto. Quando o subresfriamento da composição na superfície do eixo primário aumenta ainda mais, o eixo secundário do dendrito secundário perpendicular ao eixo primário será formado no defeito cristalográfico do eixo primário. Posteriormente, é possível formar dendritos terciários, dendritos quaternários, etc., com cada haste de cristal crescendo continuamente mais espessa e produzindo dendritos de ordem superior até que se encontrem. Por fim, todo o dendrito é preenchido entre os ramos, formando um grão.
De acordo com diferentes métodos de crescimento, três formas diferentes de dendritos podem ser obtidas:
(1) Cristais colunares. Apenas o eixo primário em uma direção produz cristais dendríticos proeminentes. Este eixo primário é chamado de fuso. Quando a composição é sub-resfriada, cristais colunares são obtidos por crescimento dendrítico, e dendritos secundários não são desenvolvidos, semelhantes aos cristais em forma de bastonete. À medida que o subresfriamento da composição aumenta, os dendritos de ordem superior dos cristais colunares se desenvolvem gradualmente.
(2) Cristal equiaxial. Cristais dendríticos com desenvolvimento relativamente uniforme em todas as direções. Cristais equiaxiais são formados apenas durante o crescimento endogenético.
(3) Cristais granulares. Cristais dendríticos não desenvolvidos, também conhecidos como esferulitos. Produtos granulares só podem ser vistos no centro de calor de lingotes de aço e fundidos quando a intensidade de dissipação de calor é extremamente baixa.