Термическое переохлаждение
Cтраница 1
Концентрационное и термическое переохлаждение способствует развитию дендритной или микроскопической ликвации. В ау-стенитных швах направленность столбчатых кристаллов выражена наиболее четко. Повышенное сечение и поэтому малая поверхность столбчатых кристаллов способствуют образованию меж-кристаллитных прослоек повышенной толщины, что и увеличивает вероятность образования горячих трещин. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов и дезориентации структуры, утоныпая межкристаллитные прослойки, несколько повышает стойкость швов против горячих трещин. [1]
Концентрационное и термическое переохлаждение способствует развитию дендритной или микроскопической ликвации. В аустенитных швах направленность столбчатых кристаллов выражена наиболее четко. Повышенное сечение и поэтому малая поверхность столбчатых кристаллов способствуют образованию межкристаллитных прослоек повышенной толщины, что и увеличивает вероятность образования горячих трещин. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов и дезориентации структуры, утоньшая межкристаллитные прослойки, несколько повышает стойкость швов против горячих трещин. [2]
Степень термического переохлаждения вблизи грани растущего кристалла в однокомпонентных расплавах многих металлов очень мала ( 0 1 - 0 01 С) и измерение ее чрезвычайно затруднено. В двухкомпонентных расплавах измерение термического переохлаждения, достигающего несколько больших значений ( 10 - 12 С), облегчается. В двухкомпонентной системе переохлаждение вблизи грани растущего кристалла может быть и термическим, и диффузионным. [3]
 |
Распределение температур перед фронтом кристаллизации чистого металла. [4] |
При наличии термического переохлаждения ДГ ( рис. 12.9) выступы, образовавшиеся на межфазной поверхности, попадают в зону переохлаждения. Скорость их кристаллизации увеличивается, и они прорастают вперед. [5]
Очевидно, если этот градиент станет отрицательным, в расплаве возникает термическое переохлаждение. Таким образом, в ( 1) G-K равно нулю. [6]
Степень термического переохлаждения вблизи грани растущего кристалла в однокомпонентных расплавах многих металлов очень мала ( 0 1 - 0 01 С) и измерение ее чрезвычайно затруднено. В двухкомпонентных расплавах измерение термического переохлаждения, достигающего несколько больших значений ( 10 - 12 С), облегчается. В двухкомпонентной системе переохлаждение вблизи грани растущего кристалла может быть и термическим, и диффузионным. [7]
На форму роста кристаллов затвердевающего сплава величина переохлаждения оказывает решающее влияние. Гладкий фронт кристаллизации устойчив при малом термическом переохлаждении расплава перед фронтом кристаллизации. С развитием зоны концентрационного переохлаждения гладкая форма фронта кристаллизации становится неустойчивой, появляются выступы, вершины которых продвигаются через обогащенный примесью слой расплава. Возникает дополнительный диффузионный поток ( параллельный фронту), что снижает концентрацию примеси в этих местах и тем самым повышает температуру кристаллизации на вершинах выступов. Все это обеспечивает устойчивость системы выступов, образуется ячеистая структура. [8]
При направленной кристаллизации бинарных и многокомпонентных расплавов структура поверхности раздела зависит также от характера переохлаждения. При этом если в случае кристаллизации чистых веществ может возникнуть только термическое переохлаждение, то при кристаллизации смесей переохлаждение может быть вызвано также изменением состава смесей. [9]
При направленной кристаллизации многокомпонентных расплавов структура поверхности раздела зависит также от характера переохлаждения. При этом, если в случае кристаллизации чистых веществ может возникать только термическое переохлаждение, то при кристаллизации смесей переохлаждение может быть вызвано как изменением температуры расплава, так и изменением его состава, В последнем случае переохлаждение носит название концентрационного переохлаждения. Возникновение его тесно связано с распределением температуры и концентрации в жидкой фазе, и наблюдается оно только при наличии градиента концентрации примесей перед движущимся фронтом кристаллизации. [10]
Величина аэф сильно зависит от структуры поверхности раздела фаз. Известно [1, 43, 44], что при направленной кристаллизации расплавов чистых веществ на границе раздела фаз возможно лишь термическое переохлаждение. Если перед фронтом кристаллизации имеется положительный градиент температуры, то поверхность раздела фаз в процессе кристаллизации остается гладкой. В случае же отрицательного градиента на поверхности раздела, как правило, образуются дендриты. [11]
Без переохлаждения кристаллизация невозможна. Переохлаждение может быть термическим и концентрационным. Термическое переохлаждение технически чистых металлов имеет значение только при образовании зародышей. Однако в сварных швах всегда есть уже готовые центры кристаллизации. Поэтому вследствие уменьшения энергии образования зародыша требуемое переохлаждение может быть меньшим или необходимость в нем может отсутствовать. [12]
Большое влияние оказывает характер структуры, образующейся при кристаллизации. Для ее получения прибегают к модифицированию сварных швов редкоземельными, тугоплавкими или поверхностно-активными элементами. Нередко применяют также различные способы внешнего воздействия на кристаллизующийся металл шва - электромагнитное и ультразвуковое перемешивание, механические колебания ванны в процессе кристаллизации и др. Для создания условий, способствующих переходу от плоской схемы кристаллизации к объемной, иногда прибегают к введению в сварочную ванну дополнительного холодного металла в виде проволоки или металлической крупки того же состава, что и свариваемый металл. Введение охлаждающей присадки создает в ванне зону термического переохлаждения и способствует получению объемной схемы кристаллизации. [13]
Страницы: 1