Влияние формы кристаллитов и скрытой теплоты

Влияние плотности, теплоемкости и теплопроводности жидкого металла

Влияние газов, выделяющихся из металла

Влияние поверхностных пленок на жидкотекучесть стали

Поверхностные пленки состоят преимущественно из окислов FеO, MnO, TiO₂, Al₂O₃ и т.д. и некоторого количества нитридов образуются вследствие окисления воздухом и за счет всплывания НВ из стали.

Поверхностные пленки бывают очень плотные, например, пленка Al₂O₃, TiO₂. Поверхностное натяжение металла, покрытого пленкой Al₂O₃ ≈ 840 дин/см. Плотные нерастворимые пленки Ti, Al сильно снижают жидкотекучесть стали. Раскисление Al следует вести строго по норме.

Пленки затрудняют выход газов (НВ), а разрываясь запутываются в стали в виде (НВ). Это приводит к снижению механических свойств металла, а также к образованию межкристаллитного излома литой стали.

Следовательно, необходимо создавать восстановительную или нейтральную атмосферу при разливке стали, чтобы предохранить сталь от образования поверхностных пленок.

Из металла, при его движении в форме, выделяются газы, которые при большом δ будут скапливаться на поверхности металла. При разрыве пленки они остаются в виде поверхностных раковин.

Выделяющиеся газы в жидком металле могут увлекать суспензированные (НВ) и поэтому благотворно влиять на жидкотекучесть. Однако, при большом их количестве в тянущем металле появляются завихрения, поток приобретает турбулентный характер, жидкотекучесть уменьшается.

Интенсивное газовыделение заметно при большом перегреве металла.

Известно из формулы Стокса, что чем больше плотность металла, тем легче при прочих равных условиях всплывают (НВ) и газовые включения. С другой стороны, большая плотность препятствует зарождению газовых пузырей, уменьшает кинематическую вязкость, что может привести к турбулентному потоку. Следовательно, высокая плотность жидкого металла неблагоприятно влияет на жидкотекучесть.

Теплоемкость и теплопроводность жидкого металла весьма существенно влияют на характер теплообмена между металлом и формой, на скорость охлаждения металла, на длительность пребывания его в жидком состоянии при заливке и, следовательно, на жидкотекучесть.

Очевидно, чем больше теплоемкость и меньше теплопроводность (λ), тем меньше коэффициент температуропроводности (α):

α = λ / (с γ) (2.1‑15)

и тем медленнее охлаждение движущегося металла и больше жидкотекучесть.

первичной кристаллизации

Нулевая жидкотекучесть в интервале затвердевания наступает при такой температуре, когда возрастание вязкости приводит к выпадению твердой фазы. На жидкотекучесть влияют форма и количество твердой фазы.

При кристаллитах округлой формы будет лучшая жидкотекучесть, чем кристаллитах дендритной формы, которые быстро срастаются и легко образуют непрерывную твердую фазу.

Чистые металлы и эвтектики обычно кристаллизуются в форме глобулей, сплавы, дающие твердые раствор – в виде дендритов (жидкотекучесть их ниже). Сталь дает твердые растворы, значит ее жидкотекучесть ниже, чем чистых металлов и эвтектических сплавов.

Дата добавления: 2014-01-04