Лекция №6 Гетерогенная кристаллизация в условиях концентрационного переохлаждения. Теория сварочных процессов

реклама
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
Скачать