В жидком металле при высоких температурах атомы движутся беспорядочно. После заливки металла в форму он охлаждается и затвердевает с образованием кристаллических решеток составляющих твердых фаз.
Включения этих фаз микроскопического и субмикроскопического размеров служат зародышами кристаллизации. Центрами кристаллизации могут служить также различные посторонние включения — продукты металлургических реакций.
Около зародышей происходит наращивание кристаллов металла вначале вдоль стенок формы, а затем внутрь тела отливки. Скорость затвердевания по сечению стенки отливки неравномерна. После затвердевания тонкой корки количество передаваемого в единицу времени тепла от металла к форме уменьшается, так как прилегающие к отливке малотеплопроводньге слои формы успевают нагреться до высокой температуры. Скорость затвердевания последующих слоёв металла замедляется, что видно из приближенной формулы
где δ — толщина затвердевшего слоя металла; k — коэффициент; τ — время затвердевания.
Процесс кристаллизации
Следует учитывать, что кристаллизация металла происходит перпендикулярно поверхности теплоотдачи. При неправильно выбранной конструкции отливки возможно снижение механических свойств отливки из-за неудачного расположения кристаллов и образование пористости (рис. 65, а - г). Изменение конструкции отливки (рис. 65, д - з) обеспечивает повышенную механическую прочность отливки.
