Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в техните проучвания и работи, ще бъда много благодарен.

Mehanizmvliyaniya различни модификатори на структурата на метала на гласове

По естеството на модификатори на въздействието могат да бъдат разделени на три типа: модификатори на първия вид, 2-ри и 3-ти вид. Модификатори на първи вид влияят на структурата, поради промени в енергийните характеристики (активиране на енергия и повърхностното напрежение), раждането на една нова фаза; модификатори на втория вид, както се разглежда в по-голямата част от литературата, променят структурата, които го засягат, както ембриони твърда фаза; модификатори на трети вид - хладилници / инокулатор - намаляване на температурата на метал и повишаване на скоростта на кристализация, като по този начин предотвратяване на развитието на сегрегация елементи.

Чрез модификатори от този тип включват примеси безкрайно разтворими в течната фаза и малко разтворими в твърда фаза (0.001 ... 0.1%). Тези примеси, от своя страна, могат да бъдат разделени на два типа, не променят повърхностните свойства на кристализиралия фаза (а) и промяна на повърхностното напрежение на стопилката-кристал (В). Разтворими примеси "а" могат да инхибират растежа на твърдата фаза само от концентрацията на бариерата в кристално стопилката (на разпределение коефициент к <1 концентрация второго компонента в приграничном слое жидкой фазы выше, чем в твердой фазе). При этом не происходит изменения энергетических характеристик процесса. Добавки типа «б », снижающие поверхностное натяжение на границе расплав кристалл и избирательно концентрирующиеся по этой причине на поверхности кристаллов (дендритов), называют поверхностно-активными.

Повърхностно активните вещества могат да се създаде непрекъснат адсорбция слой. Това означава, че съществено отсъствие на повърхностно активно вещество, модификатор на разтворимост в твърда фаза се оформя около обвивка течност обогатени модификатор елементи. Така стопилка обвивката на вискозитета може да се увеличи значително, което от своя страна ще доведе до намаляване на скоростта на дифузия на атоми към плода. С намаляване на входящ поток атоми на растежа на ембриони от кристали е трудно.

Получаване на това онечистване обогатен / модификатор слой преди предната втвърдяване в продължение отстраняване на топлина води до увеличаване на преохлаждане течен слой пред фронта на втвърдяване.

Действието на добавки от тип "б" се основава на намаляване на повърхностното напрежение на стопилката-кристала. Такива добавки (Примеси) наречените повърхностно активно вещество към кристализира фаза. Те намаляват температура Metastability (минимум преохлажда-горе, който осигурява появата на зародиши). Склонността да адсорбира дефинирани генерализирана съотношение (въртящ момент) на заряд йон своята кристалографски радиус. Ако генерализирана момент на йон повърхностно активно добавката е по-малко от генерично точка на метала, тази добавка ще намали повърхностното напрежение.

Трудност няколко разтворими повърхностно примеси се дължи на факта, че заедно с промяна на повърхностното напрежение, те могат да променят енергията на активиране. Примеси разтворими в течната фаза и неразтворима твърда фаза по време на кристален растеж генерират, както е споменато по-горе, повишена концентрация в течен слой в съседство с нарастващите кристали. По този начин, те инхибират кристалния растеж и увеличаване на енергията активиране изисква за обмен на атома между течността и твърдите фази. Следователно, обикновено добавката повърхностно активно вещество, заедно с намаляване на напрежението на ускоряване зародиши центрове повърхност, увеличава енергията активиране, се адсорбира върху повърхността на отглеждане кристали труден преход от атоми от течната фаза към твърдата фаза. Това увеличаване на активиращата енергия забавя появата на нови центрове, и намалява скоростта на растежа им.

По този начин, на входа на модификатора на първия вид придружени от промени в повърхностното напрежение и активиращата енергия в противоположни посоки. Тъй като увеличението на активиращата енергия за адсорбция на веществата по лицата кристал помага за намаляване на скоростта на растежа на кристалите, той причинява загрубяване на дендритите структура на зърно. По този начин, под въздействието на модификатори на първия вид macrograin едновременно смила и coarsens Micrograin, т.е. Той има комплексно въздействие върху макро- и микроструктурата.

Горният механизъм на действие модификатори от този тип е била потвърдена в експериментални изследвания в изследването на високо легирани стомани модифициращи магнезий, бор, церий, барий. Също така беше показа намаляване на повърхностното напрежение на метала и тенденцията да свръхохлаждане при въвеждането на добавки. Минималната стойност на модифицираното напрежението метална повърхност съответства най-малкия размер на зърно.

Модификатори на 1-ви вид за различни метали и сплави

Въз основа на различните работи обобщи формулирани следните условия за избор неразтворимите добавки (частици) с най-голяма способност модификатор:

- необходимо да се използва висока точка на топене, неразтворими вещества, които образуват отделна фаза в стопилката;

- твърди частици имат максимална степен обект на принципа на структурната и размерите кореспонденция;

- по-ефективни диспергиращи частици с голяма обща повърхност интерфейс и сравнима по размер на клъстери от порядъка на 1 ... 10 пМ;

- Желателно е, че частиците имат метални свойства (чрез химическо свързване тип);

- най-ефективните частиците стабилни химични съединения с ендогенен произход, т.е. стопи, образуван от взаимодействието на добавката с компонент или основа сплав;

- в повечето случаи ефективни добавки образуват интерметални съединения с сплав субстрат и евтектична (или peritectic) от точката на евтектична, е силно изместен към базовата компонент.

Примери за модификатори на 2-ри тип

Фосфор 0,05-0,1% сяра или

Въведение зародиши (ALP алуминиев фосфид), смилане първичен силициев

Получените огнеупорни съединения Al2 О3. TiN

Сив чугун с ламелна графит

Grafititiziruyuschy модификатор - силиций; стабилизиращ модификатори - манган, хром, калай, мед, антимон и други.

Входно silicocalcium SK30 (0.3-0.6%) или феросилиций FS75 (0,5-0,8% тегл желязо). Цел: смилане на графит и намаляване на склонността на желязо за избелване

Модификатор на гласове метал

Редица изследователи смятат, че модификатор вторият вид също може да се формира на модификатори на първа вид. Така, естеството на първи вид на модификатор на действие, например бор стомана, може да варира в образуването на химични съединения с други модифициращи елементи. В този случай, ново химично съединение в крайна сметка ще играе ролята на независим модификатор. Тези съединения могат да бъдат повърхностно активни вещества, при определени условия, а срещу други неактивни (нередуциращи и увеличава повърхностното напрежение). По този начин, бор в стоманата може да образува стабилен химично съединение с FeV2 желязо. който служи като център на кристализация модификатор 2 вид (неразтворима примес). При въвеждане на алуминия в стоманата могат да образуват алуминиеви нитриди, които също ще създадат зародиши сайтове.

При модифициране на силиций чугун за производство на желязо с ламелна графит се формира в стопилка "силикат мътност" (силициев е grafitizatorom, насърчава появата на графит пя - графитизиране центрове). Това елиминира хлад, се смила структура (плитка плоча форма графит). Едновременно с това, количеството на графитни включения се увеличават и механични свойства, хомогенност, осигурява висока устойчивост на износване, на машинна обработка на формовани изделия. Най-добри резултати се постигат чрез модифициране на намалено съдържание на силиций и въглерод в оригиналната сив чугун.

Промяна на добавки, които благоприятстват появата на зародиши, придружено от намаляване хипотермия (за разлика от модифициране повърхностно активни добавки, адсорбирани върху повърхността на нарастващите кристали).

Въвеждане кристализиращите стопилка inoculators подобрява хомогенността и дисперсията на структурата на отливката, оптимизиране на формата и разпределението на неметални включвания, намаляване на някои леене дефекти (порьозност, sponginess, аксиални и извън оста на разделяне на фазите), което значително подобрява свойствата и изотропия стопения метал:

- с приблизително еднаква мощност при 30 ... 50% или повече (до 2.5 ... 3.0-кратно) увеличаване пластмасови характеристики на метал и 25 ... 30% от своята якост;

- максималния ефект на подобряване пластмасови свойства в средата (половината радиус) и аксиални области показва значително подобрение на физическата и химическата хомогенност и изотропия на свойствата на метални профили;

- намаляване на анизотропия на свойствата на окачване на метала в надлъжна посока на повърхността поради елиминирането на колонен кристална структура, която обикновено е типичен за тази област.

- подобряване на пластичност и изотропия характеристики и якост на стомана, причинени от въвеждането на прахове, останали след коване (до 5 ... 10-кратно ukova);

- пластичност блок отливка с въвеждането на екзогенни inoculators, близо до тази цифра ковани метални или достигат максимални стойности вече в малка 1,5- и 3 пъти по-ukovah, издръжливост не намалява след 5 ... 10 пъти ukova.

Все пак, въпреки подобрените макроструктури слитъци и отливките, като се използва метален прах формован фракции като inoculators води до увеличаване на замърсяването стоманени неметални включвания, предимно окиси. Ограниченията на тази технология, поради сложността на inoculators процеса верига подготвят частици (прах фракция), които изискват тяхната защита от окисляване по време на съхранение, транспорт и влизат в един блок. В допълнение, съществуващите методи и устройства към тях за лечение на течна стомана разпръсне inoculators не широко прилагане поради липса на входен отпадъци технологии, сложността на операцията, както и редица недостатъци в дизайна.

Обещаващ посока за подобряване на улавяне технология и управление inoculators метална структура е метод за получаване на реактивни inoculators по време на леенето на големи блокове във вакуум. С този метод леене предложен Zhulevym SI входни частици имат химичен състав на стопилката. Образуването на твърди частици в този случай осигурено чрез допълнително разделяне на струята стопилка със създаването на условия капчици кристализация по време на падане им в матрицата.

След като в метал инокулатор резултата на местно охлаждане на разтопения метал от първата им замразяване на настъпва кафяво твърдо вещество, което допълнително се дължи на топлина от околната стопилката се топи по-късно се топи инокулатор. Така инокулатор стопи топлина оттеглено своята собствена нагряване и топене, при което се намалява температурата на стопилката. охлаждащия ефект е направена от тях води в крайна сметка до увеличаване на скоростта на кристализация, което от своя страна се отразява на сегрегацията намаляване нехомогенност в детайла и подобряване на хомогенността на механични свойства в големи ковани продукти отговорен дестинация. С увеличаване на теглото прилага inoculators увеличения процент кристализация.

Използването на сложни модификатори се определя от няколко фактора:

- комбинирания ефект на две или повече модификатори засилва ефекта, получен чрез използването на един модификатор. Това се дължи на споменатия по-горе нуклеиране на слой на неразтворимите онечиствания в течната фаза с хипотермията на дифузия, причинени от въвеждането на разтворими примеси (особено повърхностно активно вещество);

- комбинация от модификатори с физически ефекти засилва ефекта на модификатори за действие и създава възможност за получаване на високи-фини и специализирани структури.

Разграничаване сложни модификатори са три вида:

- рафиниране, съдържащ активни елементи Mn, Si, Са, Mg, Al, P3M др.

- засилване съдържащ карбиди, бориди, нитриди, които се образуват в сплавта в резултат на взаимодействие на съответните елементи, и да допринесе за утаяване втвърдяване на основите;

- рафиниране-арматурна, които съдържат активни елементи и съединения.

Модификатори съдържащи активни елементи като редкоземен, Ba, Ca, ефективно средство за промяна на вида и формата на неметални включвания, за да се получи най-предпочитаният тип оксид включвания в сулфидите черупката.

Промяна на получените приложение стоманени нитридите на ванадий, титан, цирконий, алуминий, чрез въвеждане на специални стоманени лигатури или нитрирания феросплави. В резултат на стоманата на охлаждане и последващо темпериране разпределени нитрид и карбонитрид диспергирани частици. Когато модифициращи структурни стомани ванадиеви нитриди аустенит зърно пречистване се осъществява чрез 3-4 точки, повишаване на пластичност, якост и здравина.