Опішить сучасні уяви на будову і властивості металевих розплавів

Опішить сучасні уяви на будову і властивості металевих розплавів

Незначительное изменение электросопротивления и объема при плавлении позволяют считать, что строение жидкого металла, особенно вблизи точки плавле­ния, близко к строению твердого тела. Рентгенограммы жидкостей обнаруживают одно или несколько размытых колец и напоминают рентгенограммы очень мелких кристаллических порошков. Упорядоченное до известной степени расположение молекул или атомов в жидкости доказано и рядом других экспериментов.

На основании этих данных современная теория строения жидкостей, в том числе и жидкого железа, предполагает наличие ближнего порядка в расположе­нии частиц вблизи температуры кристаллизации. Эта закономерность сохраняется на расстоянии всего 1—2 нм, в отличие от твердого тела, где правильное чередо­вание частиц сохраняется в пределах значительно больших объемов (дальний порядок).

Согласно одной из наиболее распространенных гипотез, жидкость рассматри­вают как скопление мельчайших кристалликов, состоящих из незначительного числа молекул или атомов, или как квазикристаллическую структуру с большим числом вакансий или дырок в междоузлиях решетки. Согласно другой гипотезе, ближний порядок сохраняется в объемах так называемых сиботаксических групп — неустойчивых образований или роев из атомов или молекул жидкости.

На основании упомянутых гипотез можно представить, что в процессе кристал­лизации атомы или молекулы жидкости совершают два вида движений: колебатель­ное — около своего среднестатического уровня с периодом т₀ и трансляционное перемещение из одного положения в другое за время т. Эти величины связаны

где Е — энергия активации процесса

перескока частицы, a k — константа Больцмана. Чем больше промежуток времени между трансляционными перемещениями частиц, т. е чем больше время ее осед­лой жизни, тем больше структура жидкости приближается к структуре твердого тела.

 

Як тріщиностійкість пов’язана з діаграмою стану сплавів?

Причиной образования внутренних трещин являются растягивающие напряжения на границе твёрдой и жидкой фаз. Почти все внутренние напряжения образуются в интервале температур горячей хрупкости, находящимся ниже линии ликвидус. К внутренним трещинам наиболее чувствительны легированные стали с увеличением в них концентрации, главным образом, хрома, а также при повышенном содержании серы и фосфора. Очень чувствительны к образованию внутренних трещин стали ферритного класса.

Главным критерием, определяющим появление трещин, является отношение скоростей нарастания прочности и напряжений при формировании и охлаждении слитка.

Як визначаються масові витрати сталі через стакан-дозатори?

Стаканы-дозаторы, оснащенны цирконовыми вставками, обладающими высокой огнеупорной и эрозионной стойкостью. Внутренняя вставка такого стакана-дозатора изготавливается из дорогостоящего диоксида циркония (содержание на уровне 95%), а внешний стакан – из цирконосиликата (ZrO₂·SiO₂) с содержанием оксида циркония порядка 60-65% и оксида кремния – 30-35%. Они обеспечивают длительную разливку без существенного изменения внутреннего диаметра (до 15-20 часов).

При постоянном ферростатическом напоре и одинаковом удельном расходе стали струя, свободно истекающая из стакана-дозатора, имеет сплошной участок, длина которого достаточна для достижения ею зеркала металла в кристаллизаторе.

Необходимый внутренний диаметр стакана-дозатора определяется удельным расходом стали (кг/мин). Обычно величина диаметра внутренней полости стакана-дозатора находится в пределах 12-18 мм.

В зависимости от сечения заготовки, скорости вытяжки слитка, высоты налива металла в промковше, марки стали и т.п. внутренний диаметр стакана дозатора может быть определен по следующей формуле:

d_o = (0,06…0,07) • [(A•B•v) / h^0,5]^0,5

где d_o - диаметр стакана-дозатора, мм;

A и B – размеры сторон поперечного сечения заготовки, м;

v – скорость вытягивания заготовки, м/мин;

h – высота налива стали в промковше,м.

Як експериментально та аналітично визначається глибина рідкої лунки безперервної заготовки?

Длина зоны вторичного охлаждения вместе с рабочей длиной кристаллизатора не должны быть меньше протяженности жидкой фазы в слитке L, которая определяется зависимостью:

L = t_зат× V, м (6.10)

где t_зат - время полного затвердевания заготовки, мин;

V - скорость разливки, м/мин.

t_зат = 0,25 ×а² /К² (6.11)

где ×а - толщина заготовки, м.

L = 0,25 × а² × V /К² (6.12)

Длина жидкой фазы, например, для сляба толщиной 300 мм при скорости разливки 1,0-1,3 м/мин составляет 30-35 м. Длина жидкой фазы в заготовке кипящей стали при одних и тех же условиях на 4-8% больше, чем в заготовке спокойной стали.

Экспериментально установлено, что глубина жидкой лунки пропор­циональна скорости вытягивания слитка.

Глубина лунки в слитке кипящей стали на 4—8% больше, чем в слитке спокойной стали. Многочисленными экспериментами были по­лучены данные, позволившие построить номограмму (рис. 229), по ко­торой можно примерно определять глубину жидкой лунки в зависимости от скорости вытягивания слитка и его сечения.

Образование структурных зон

На процесс формирования сталь­ного слитка оказывают влияние следующие факторы: состав и темпе­ратура стали, условия теплообмена слитка с окружающей средой, способ разливки и др.

Опішить сучасні уяви на будову і властивості металевих розплавів

Незначительное изменение электросопротивления и объема при плавлении позволяют считать, что строение жидкого металла, особенно вблизи точки плавле­ния, близко к строению твердого тела. Рентгенограммы жидкостей обнаруживают одно или несколько размытых колец и напоминают рентгенограммы очень мелких кристаллических порошков. Упорядоченное до известной степени расположение молекул или атомов в жидкости доказано и рядом других экспериментов.

На основании этих данных современная теория строения жидкостей, в том числе и жидкого железа, предполагает наличие ближнего порядка в расположе­нии частиц вблизи температуры кристаллизации. Эта закономерность сохраняется на расстоянии всего 1—2 нм, в отличие от твердого тела, где правильное чередо­вание частиц сохраняется в пределах значительно больших объемов (дальний порядок).

Согласно одной из наиболее распространенных гипотез, жидкость рассматри­вают как скопление мельчайших кристалликов, состоящих из незначительного числа молекул или атомов, или как квазикристаллическую структуру с большим числом вакансий или дырок в междоузлиях решетки. Согласно другой гипотезе, ближний порядок сохраняется в объемах так называемых сиботаксических групп — неустойчивых образований или роев из атомов или молекул жидкости.

На основании упомянутых гипотез можно представить, что в процессе кристал­лизации атомы или молекулы жидкости совершают два вида движений: колебатель­ное — около своего среднестатического уровня с периодом т₀ и трансляционное перемещение из одного положения в другое за время т. Эти величины связаны

где Е — энергия активации процесса

перескока частицы, a k — константа Больцмана. Чем больше промежуток времени между трансляционными перемещениями частиц, т. е чем больше время ее осед­лой жизни, тем больше структура жидкости приближается к структуре твердого тела.