Хотя непрерывная разливка применяется в промышленности почти сто лет, зоны поверхностной ликвации (проявляющиеся в виде узлов ликвации, холодных швов и поверхностных слоев, обогащенных растворенными веществами) по-прежнему являются одним из самых стойких дефектов, омрачающих производство высококачественного алюминия.

Суть опухоли поверхностной ликвации заключается в том, что эвтектика с низкой температурой плавления «выдавливается» на поверхность слитка. Ее образование — сложный процесс многофакторного взаимодействия:

И расплавленный материал быстро охлаждается в кристаллизаторе, вызывая быстрое затвердевание поверхностного слоя и образование затвердевшей оболочки. Из-за усадки при затвердевании между поверхностью слитка и рабочей поверхностью кристаллизатора образуется зазор. Теплопроводность воздушного зазора намного ниже, чем у алюминия, что приводит к резкому падению теплообмена в этом месте.

Отведение тепла от затвердевшей оболочки блокируется, в то время как жидкая фаза внутренней полости продолжает проводить тепло внутрь через уже затвердевший слой. Этот процесс «получение тепла превышает потерю тепла» вызывает вторичный нагрев затвердевшей оболочки. Когда температура вторичного нагрева превышает температуру плавления состава с низкой температурой плавления, затвердевшая оболочка подвергается локальной переплавке.

Экструдированная поверхность низкотемпературной эвтектики содержит большое количество расплава низкотемпературной эвтектики (богатой Mg₂Si, Al₆Mn и другими вторичными фазами). Вдоль зазоров между кристаллами и дендритами оксидная пленка, образовавшаяся при первоначальной кристаллизации, разрывается, выдавливается в зазоры между слитком и кристаллизатором и конденсируется в узлы ликвации. Металлографическое исследование показывает, что область опухоли ликвации обычно представляет собой зону обогащения низкотемпературной эвтектикой, где размер вторичной фазы в несколько раз больше, чем у подложки, распределение также плотное, а объемная доля вторичной фазы в несколько раз больше. Иногда на месте опухоли ликвации могут быть обнаружены первичные кристаллы (например, перьевидные или блочные Mg₂Si, или Al₆Mn с порами между фазами).

Опухоль ликвации в зоне поверхностной ликвации — это аномальная ткань, которую необходимо удалить перед деформационной обработкой. Если она не будет полностью удалена, остаточные опухоли ликвации будут перенесены на поверхность или внутрь деформированного изделия, что значительно снизит механические свойства сплава и легко вызовет растрескивание и разрушение при эксплуатации; Между матрицей алюминиевого сплава и опухолью ликвации существует большой зазор, который становится источником усталостных трещин; Содержащий большое количество низкотемпературной эвтектики, сплав склонен к пережогу и образованию поверхностных пузырей при термообработке. Это означает, что слиток с узлами ликвации, если слой ликвации не будет полностью удален в процессе прокатки, будет периодически проявлять «черные линии» и «отслаивание» на поверхности последующих экструдированных профилей; При прокатке листового металла образуются прокатные пузыри; В авиакосмических поковках это становится фатальным дефектом, который не проходит неразрушающий контроль.

На основе многочисленных исследований, внешние технологические факторы, влияющие на образование узлов поверхностной ликвации, в основном включают:

• Структура кристаллизатора: конусность кристаллизатора, состояние графитовой футеровки, условия смазки.
• Температура литья: чрезмерная температура усугубляет углубление жидких полостей и переплавку.
• Скорость литья: слишком высокая скорость делает затвердевшую оболочку тоньше, что склонно к переплавке.
• Интенсивность охлаждающей воды: недостаточное охлаждение является прямой причиной образования узлов ликвации.
• Контроль уровня жидкости: колебания уровня жидкости разрушают целостность оксидной пленки.
• Положение литниковой воронки: неравномерное распределение потока жидкости приводит к локальным различиям в охлаждении.