Лекция №6 Гетерогенная кристаллизация в условиях концентрационного переохлаждения. Теория сварочных процессов
advertisement
Лекция №6 Гетерогенная кристаллизация в условиях концентрационного переохлаждения. Теория сварочных процессов Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью. Тл – равновесный ликвидус Тс – равновесный солидус Со – концентрации элементов в исходном сплаве Тс°, Тл° – равновесный солидус и ликвидус соответственно для сплава Со. ∆T°=T°л-T°с – интервал кристаллизации Теория сварочных процессов У чистого металла кристаллизация происходит при постоянной температуре. У сплава кристаллизация происходит в интервале температур. Сотв, Сож – концентрация легированного элемента ТВ и жидкой фазы сплава Со при То. K=Cтв/Cж – коэффициент распределения примесей. Для железоуглеродистых сплавов К=0,1. Теория сварочных процессов Рассмотрим процесс кристаллизации: ось х – направление роста кристаллов. 0 – сама кристаллизация Ств = КСж Vкр – скорость кристаллизации, [См/с] Д – скорость диффузии. Теория сварочных процессов При снижении концентрации температура ликвидуса увеличивается. Тgi – распределение действительных температур. G^i=(∂T_g^i)/∂x – градиент температур Хki – зона конструкционного переохлаждения. Теория сварочных процессов Х к1 Ячеистый тип кристаллит Х к3 Х к2 Ячеисто – дендритный тип Теория сварочных процессов Дендритный тип Ф=G/√(Vкр ) Ф – отношение градиента к скорости кристаллизации. Ф (АСо)/k А – экспериментальный коэффициент. Теория сварочных процессов Для железоуглеродистых сплавов. коэффициент А = 1500 Если: > - «ячеистый тип» ≈ - «ячеисто-дендритный» < - «дендритный» Теория сварочных процессов NO1N – фронт плавления NMN – фронт кристаллизации Теория сварочных процессов 1) Xи – изотерма кристаллизации (f(y)) Для нахождения Хи определяется ON и OM при допущении, что NMN – полуэлипс. 2) Уравнение оси кристаллита. Xk – ось кристаллита (f(y)) 3) Угол наклона оси кристаллита к оси шва – α 𝐾𝑦 = 𝑦 𝑂𝑁 - безразмерная константа. При Ку = 0 → α = 00 При Ку = 1 → α = 900 Теория сварочных процессов 4) Интегральный критерий схемы кристаллизации 𝐾𝑦 = 𝑦=𝑂𝑁 𝛼(𝑦) 𝑑𝑦 𝑦=0 – он обобщённо характеризует схему кристаллизации. 5) Скорость кристаллизации. 𝑉𝑘 - скорость кристаллизации определяем для y=0,1 𝐾𝑦 = 0 𝑉𝑘 =𝑉𝑐𝑏 𝐾𝑦 = 1 𝑉𝑘 =0 Теория сварочных процессов 6) Градиент температуры в точке пересечения оси кристаллита с изотермой. 𝑑𝑇 𝐺= 𝑑𝑛 [G] = 0С/см 7) Структура. Ф= Ф Теория сварочных процессов 𝐺 𝑉𝑘 ; (АСо)/k
