ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ

Анотація

Роботу присвячено дослідженню процесів кристалізації та структуроутворення металевих сплавів, у тому числі в умовах зовнішніх термосилових впливів на них у рідкому стані та при твердненні. При проведенні цих досліджень як основний застосовано метод фізичного моделювання. Об’єктами для вивчення стали низькотемпературні (t_пл.≤ 100°С) металеві сплави Вуда і Розе та прозорі органічні середовища салол, камфен та дифеніламін. При проведенні експериментів застосовано різни методики фізичного моделювання (методи мікрооб’ємів, плоских та об’ємних зразків тощо) для оцінки впливу масштабних у дослідних зразках. У результаті проведених досліджень спростовано висловлені в літературі теорії поверхневої та об’ємної кристалізації щодо залежності переохолодження рідкого металу перед кристалізацією від його перегріву та механізму впливу пружних коливань на зародкоутворення у розплавах металів. Доведено, що вплив температури перегріву металів при плавленні на ступінь їх переохолодження перед кристалізацією зумовлений залежністю концентрації наявних у них обмежено розчинних домішок. Встановлено, що механізм впливу пружних коливань на зародкоутворення у розплавах металів полягає у підвищенні швидкості зародження кристалів через створення ступенів росту (дислокації) на поверхнях адсорбованих зародків при їх кавітаційної ерозії та механічному терті між собою та зі стінками ливарних форм. Визначено механізм впливу вібрації на формування кристалічних структур литих металевих заготовок, який полягає у появі додаткових ефектів у процесі їх кристалізації, а саме: руйнування частини стовпчастих кристалів на поверхнях тепловідведення та розподіл цих уламків по об’єму розплаву в результаті його перемішування; підвищення швидкості зародження кристалів у розплавах металів; забезпечення постійної інтенсивного тепловідведення від розплаву, що твердне, за рахунок зниження товщини теплового бар’єру на стінках ливарних форм в результаті руйнування стовпчастих кристалів на них.