facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

ФИЗИКА ЖИДКОТЕКУЧЕСТИ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА

ФИЗИКА ЖИДКОТЕКУЧЕСТИ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА
Александр Выходец, доцент, кандидат технических наук, доцент

Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова , Украина

Участник первенства: Национальное первенство по научной аналитике - "Украина";

Достижение возможности получения деталей с заданной структурой и качественными характеристиками остается важнейшей технологической задачей. При этом. главное место принадлежит вопросам кристаллизации потоков сплавов, определяющих достижение необходимых свойств металла с учетом конкретного его состояния.

Ключевые слова: вязкость, кристаллизация, металл, процесс, скорость, течение, фаза.

The achievement of obtaining details of a specified structure and quality characteristics remains a major technological challenge. At the same time. the most important place belongs issues crystallization flows alloys determining the achievement of the required properties of metal-specific condition.

Keywords: viscosity, crystallization, current,metal, process, speed, current, phase.

 

Физика жидкотекучести является одним из менее изучавшихся вопросов. Между тем, вопросы перемещения жидкого металла находятся в центре внимания металловедов. Однако,  эти работы направлены на создание улучшенных конструкций технологических проб и связаны с экспериментальным определением жидко текучести сплавов различного химического состава.

Впервые, уравнение для расчета жидко текучести было предложено А.Вейником в виде:

                                                                                                    

где  – коэффициенты, зависящие от свойств сплава,

c, d– теплоемкость и плотность металла,

d, L– скрытая теплота кристаллизации,

θ– температура.

Ограниченные возможности этого уравнения очевидны [3]. Это - отсутствие связи с процессом кристаллизации и условиями течениями металла. Следует отметить , что жидкотекучесть не может быть функцией перегрева в первой степени, то есть между тепло перепадом на металле и форме не может быть простой зависимости.

Определенный интерес представляет зависимость  жидкотекучести от температурного интервала кристаллизации, предложенная в виде:

                                                                                                                     

где А - константа, завещая от физико-химических и технологическихсвойств металла и формы,

t– температура.

Следует обратить внимание на внешнее сходство выражений (1,2), сконструированных, по сути, из одних параметров. Следовательно, этим зависимостям присущи и общие недостатки.

Введено понятие нулевой жидкотекучести, точка которой соответствует отводу 20% теплоты кристаллизации. Однако, это утверждение никак не обосновывается зависимостью от химического состава и условий затвердевания. Поэтому сами авторы признают трудности определения нулевой жидкотекучести и условий ее появления.

Известна  зависимость длины заполнения пробы от диаметра канала и гидростатического напора металла. Принимая частное решение уравнения теплопроводности Фурье в виде интеграла ошибок Гаусса и полагая, что металл перестает течь, когда в нем образуется огромное количество взвешенных кристалликов, найдено, что жидкотекучесть определяется как [1]:

                                                        

 

где:  η– вязкость,

D, Hg– диаметр канала и гидростатический напор,

υтв– количество взвешенных кристалликов,

a, b, n– постоянные.

Это уравнение было бы серьезным шагом в возможности количественной оценки жидкотекучести, в связи с установлением некоторой связи с процессом кристаллизации, если можно было бы определить неизвестные константы.

Важнейшей вехой в изучении жидко текучести [2].  железоуглеродистых сплавов явилось уравнение:

                                                                                        

где      f, P–поперечное сечение и периметр потока,

c, α– теплоемкость и коэффициент теплоотдачи металла,

Н–ферро статический напор,

R– радиус стенки, заполняемой металлом,

– сумма коэффициентов, характеризующих местные сопротивления на пути потока.

Метод расчета по этой зависимости следует назвать гидравлическим, так как выражение (4) было получено в результате рассмотрения ньютоновской жидкости, исходя из того что остановка потока происходит из-за образования корки на носке. прочность которой превышает ферро статическое давление.

В действительности рассматривать металл как ньютоновскую жидкость можно только при значительном перегреве, так как является недопустимым пренебрежение реологическими свойствами в момент, близкий к затвердеванию. Что касается средних значений вязкости сплавов, то следует иметь ввиду что вязкость реологических железоуглеродистых сплавов имеет различную скорость изменения в зависимости от химического состава. Важность этого обстоятельства показана в (30), откуда следует что чем выше перегрев; тем больше расхождение в расчетных и экспериментальных данных; показано, что при Т=1923°К эта разница достигает 6 раз. Другим важным моментом является наличие корки на носке потока, процесс образования которой рассматривается только как результат тепло перепада.

Так как вопрос о роли корочки на поверхности струи имеет принципиальный характер, то необходимо отметить что это происходит тогда, когда весь объем металла близок к затвердеванию, и образование корки непосредственно, предшествует остановке потока, как результат необратимости процесса кристаллизации системы. Однако, образование корки связано с химическим составом железоуглеродистого сплава. Так, на сплавах эвтектического состава не наблюдается корочка на жидко-подвижной струе, а у сталей - наоборот. Очевидно1, образование твердой корки на носке потока не является самостоятельным моментом, а составляет часть процесса общей кристаллизации, происходящей в результате теплообмена, который регулируется интенсивностью размешивания.

Обобщая анализ уравнений жидко текучести (1,2) необходимо сослаться на работу [3] где проведено сравнение, из которого следует что приведенные выше методики расчета не дают сопоставимых результатов.

Выводы. Несмотря на то, что подавляющее большинство работ по кристаллизации расплавов металлов относится к стационарным средам, в настоящее время уже известно что не только звуковые колебания увеличивают частоту возникновения зародышей. В числе факторов, способствующих кристаллизации, следует назвать и макро потоки, так как поле давлений вокруг растущего кристалла зависит от общей скорости потока .

 

Литература:

1.Выходец А.М.Уравнение конвективной диффузии для медленгного потока метала.-Изв. Вузов. Черная металургія. 1971,-№5,-С.162-165.

2.Выходец А.М. Оценка жидкотекучести железоуглеродитстых сплавов. Литейное производство,1971,№7,С.31-32

3.Выходец А.М.О лавинном эффекте кристаллизации в расплаве.Металлы,1973,№3,С.238

0
Ваша оценка: Нет Средняя: 6.3 (4 голоса)
Комментарии: 6

Kasumova Rena Jumshud

Оценка= 4 звезды. Обе работы автора посвящены конкретной физической проблеме. Об актуальности работы обычно судим по списку литературы, по научным работам иных исследователей. Здесь это не отражено. Надо отработать эту часть статьи. Касумова Р.Дж.

Артамонова Елена Николаевна

Александр Михайлович! Неудачно выбрана секция "Механика деформируемого твердого тела" для представления доклада на тему "Физика жидкотекучести.......

Grażyna Paulina Wójcik

Новый взгляд на проблему кристаллизации сплавов имеет практическое значение. Я хотел бы предложить, чтобы рассмотреть ход условий кристаллизации - тепловыделения коагуляции, что снижает переохлаждение. A new look at the problem of crystallization of alloys has practical significance. I would suggest to review the progress of crystallization conditions - heat dissipation coagulation, which reduces the supercooling. Grażyna Paulina WÓJCIK

Бабаев Накибулло Хабибуллаевич

Работа автора в данном направлении очень интересна и заслуживает определённого внимания. Не лишена некоторых недостатков. Имеются не которые не точности в определениях значения величин, которые возможно допущены механическим путем. Желаю автору успехов. С уважением Н.Бабаев

Grigorieva Elena Sergeevna

интересная работа!

Хлопков Юрий Иванович

См. рецензию на предыдущую работу автора
Комментарии: 6

Kasumova Rena Jumshud

Оценка= 4 звезды. Обе работы автора посвящены конкретной физической проблеме. Об актуальности работы обычно судим по списку литературы, по научным работам иных исследователей. Здесь это не отражено. Надо отработать эту часть статьи. Касумова Р.Дж.

Артамонова Елена Николаевна

Александр Михайлович! Неудачно выбрана секция "Механика деформируемого твердого тела" для представления доклада на тему "Физика жидкотекучести.......

Grażyna Paulina Wójcik

Новый взгляд на проблему кристаллизации сплавов имеет практическое значение. Я хотел бы предложить, чтобы рассмотреть ход условий кристаллизации - тепловыделения коагуляции, что снижает переохлаждение. A new look at the problem of crystallization of alloys has practical significance. I would suggest to review the progress of crystallization conditions - heat dissipation coagulation, which reduces the supercooling. Grażyna Paulina WÓJCIK

Бабаев Накибулло Хабибуллаевич

Работа автора в данном направлении очень интересна и заслуживает определённого внимания. Не лишена некоторых недостатков. Имеются не которые не точности в определениях значения величин, которые возможно допущены механическим путем. Желаю автору успехов. С уважением Н.Бабаев

Grigorieva Elena Sergeevna

интересная работа!

Хлопков Юрий Иванович

См. рецензию на предыдущую работу автора
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.