A mechanizmus a hatása a különböző módosítókat a szerkezet az öntött fém

A diákok, egyetemi hallgatók, fiatal kutatók, a tudásbázis a tanulásban és a munka nagyon hálás lesz.

Mehanizmvliyaniya különböző módosító szerkezetére az öntött fém

A természet a ütésállóságmódosító három csoportba sorolhatók: módosítók az 1. típusú, a 2. és 3. fajta. Módosítók az 1. típusú befolyásolja a szerkezet változása miatt az energetikai jellemzőinek (aktiválási energia és a felületi feszültség), a születés egy új szakasz; módosítók 2. jellegű, mint tartják a legtöbb szakirodalom, a DNS szerkezetét befolyásoló azt embriókat szilárd fázis; módosítók 3. fajtája - hűtő / inokulátor - csökkentik a fém hőmérsékletét és növeli a kristályosodás sebességét, és ezáltal gátolja a fejlődését szegregáció elemek.

A módosítók Ilyen típusú szennyeződések végtelenül oldódik a folyadékfázisban, és kevés oldható szilárd fázisú (0,001 ... 0,1%). Ezek a szennyeződések, viszont lehet osztani két fajta, nem változtatják meg a felületi tulajdonságai a kristályos fázist (a) és a változó a felületi feszültség az olvadék-kristály (B). Oldható szennyeződések „a” gátolja a növekedést a szilárd fázis csak a koncentrációja az akadály a kristály-olvadék (egy eloszlási koefficiens K <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.

A felületaktív anyagok képesek létrehozni egy folytonos adszorbens réteg. Ez azt jelenti, hogy a jelentős a felületaktív anyagot nem, az oldhatóságot módosító szilárd fázisú körül van kialakítva a burkolati folyadék dúsított módosító elemek. Ilyenképpen az olvadék viszkozitása hüvely jelentősen növekedhet, ami viszont csökkenti a diffúziós sebessége az atomok, hogy a magzat. A csökkenő beáramlás atomok az embrió kristályok növekedésének nehéz.

Kialakulását a szennyező dúsított / módosító réteg előtt a megszilárdulási frontot a folytatjuk hőelvonás növekedéséhez vezet a túlhűtéssei folyékony réteg, megelőzve a megszilárdulási front.

Az akció adalékanyagok típusú „b” alapul csökken a felületi feszültség az olvadék-kristályt. Ilyen adalék anyagok (adalékok) nevezett felületaktív anyag a kristályos fázist. Ezek csökkentik metastabilitás hőmérséklet-tartományban (a minimális túlhűtés fölött, amely a megjelenése nukleációs). A hajlandóság adszorbeálódni meghatározott generalizált arány (nyomaték) a ion töltést annak krisztallográfiai sugara. Ha egy általánosított pillanatban a ion felületaktív adalék kisebb, mint egy általános pont a fém, ez az adalék csökkenti a felületi feszültséget.

Nehézségi lépéseket oldódó felületaktív szennyeződések annak a ténynek köszönhető, hogy együtt a változás felületi feszültség, akkor módosíthatja az aktiválási energia. Oldódó szennyezéseket a folyékony fázis és az oldhatatlan szilárd fázis során a kristálynövekedés generál, mint már említettük, egy megnövekedett koncentrációja a folyékony réteg szomszédos a növekvő kristályok. Így, ezek gátolják a kristályok növekedését, és növeli a szükséges aktivációs energia cseréjére közötti atomok a folyékony és szilárd fázis. Ezért általában a felületaktív keverékben, valamint a felületi feszültség csökkentésére a gyorsuló nukleációs központok, növeli az aktiválási energia, adszorbeálódik a felületen, növekvő kristályok nehéz átmenetet az atomok a folyékony fázisból a szilárd. Ez a növekedés az aktiválási energia lassítja az új központok, és csökkenti a sebességét a növekedésüket.

Ilyenformán, a bemenete az 1. típusú módosítások kíséretében felületi feszültsége és az aktiválási energia ellentétes irányban. Mivel a növekedés az aktiválási energia adszorpciós szennyeződést a kristály lapjainak segít csökkenteni a kristály növekedési üteme, ez okozza durvul dendrit struktúra gabona. Így, hatása alatt a módosítók az 1. típusú macrograin egyidejűleg őröljük és durva vonalú micrograin, azaz Ez egy komplex hatása a makro- és mikroszerkezet.

A fenti hatásmechanizmusa módosítók Az ilyen típusú megerősítést nyert kísérleti vizsgálatokban a tanulmány a magasan ötvözött acélok módosító magnézium, bór, cérium, bárium. Azt is kimutatta, csökkenti a felületi feszültséget a fém és a tendencia, hogy túlhűtéssei a bevezetése adalékanyagok. A minimális érték a módosított fém felületi feszültség párosított legkisebb szemcseméret.

Módosítók az 1. típusú különféle fémek és ötvözetek

Alapján különböző művek összefoglaljuk megfogalmazott alábbi feltételek kiválasztásának oldhatatlan adalékok (részecskék) a legnagyobb képességet módosító:

- használatához szükséges, magas olvadáspontú, oldhatatlan anyagok, amelyek külön fázist képez az olvadékban;

- szilárd részecske legnagyobb mértékben vonatkoznak az elvet a strukturális és dimenziós levelezés;

- hatékonyabb diszperziós részecskék egy nagy teljes felület felület és mérete összemérhető a klaszterek nagyságrendű 1 ... 10 nm;

- kívánatos, hogy a részecskék fémes tulajdonságokkal (kémiai kötéssel típus);

- leghatékonyabb részecske stabil kémiai vegyületek endogén eredetű, azaz, olvad kölcsönhatásából képződik az adalékanyag egy komponens vagy bázissal ötvözet;

- a legtöbb esetben hatásos adalékanyagok alkotják intermetallikus a szubsztráttal ötvözetet és eutektikus (vagy peritectic) a eutektikus pont, erősen eltolódott a bázis komponens.

Példák módosítók a 2. típusú

Foszfor 0,05-0,1% kén- vagy

Bevezetés nukleációs (ALP alumínium-foszfid), köszörülés elsődleges szilícium

Alakult tűzálló vegyületek, Al2 O3. TiN

Szürkeöntvény lemezes grafit

Grafititiziruyuschy módosító - szilícium; stabilizáló módosítók - mangán, króm, ón, réz, antimon és mások.

Bemeneti silicocalcium SK30 (0,3-0,6%), vagy Ferroszilicium FS75 (0,5-0,8 tömeg% vas). Célkitűzés: köszörülés grafit és csökkenti a hajlamot a vas fehéríti

módosító fémből öntött

Számos kutató úgy véli, hogy a módosító 2. fajta is kialakíthatók a módosítók az 1. fajta. Így a tevékenység jellege módosító 1. típusú, például bór-acél, változhat a kialakulását a kémiai vegyületek más módosító elemekkel. Ebben az esetben egy új kémiai vegyület végül játszani a független módosítót. Ezek a vegyületek lehetnek felületaktív anyagok bizonyos körülmények között, míg az ellenkező egyéb inaktív (nem redukáló, és növeli a felületi feszültség). Így, az acél bórt tartalmaz képezhet egy stabil kémiai vegyület FeV2 vas. amelyek arra szolgálnak, mint a központ a kristályosítás-módosító 2 fajtája (oldhatatlan szennyezés). Amikor belép az alumínium az acél képezhet alumínium nitrid hogy is teremt gócképződési helyek.

Ha megváltoztatjuk az szilícium öntöttvas, hogy a vas lemezes grafit van kialakítva az olvadék „szilikát zavarosság” (szilícium hogy grafitizatorom, elősegíti a megjelenése grafit énekelt - grafitizálással központok). Ez kiküszöböli a hideg, őröljük szerkezet (sekély lemez alakú grafit). Ezzel egyidejűleg, az összeg a grafit zárványok emelkedett és mechanikai tulajdonságokkal, homogenitás, biztosítja a magas kopásállóság, a megmunkálhatóság formatestek. A legjobb eredményeket akkor érjük el, módosítja a csökkentett mennyiségű szilícium és szén az eredeti szürke vas.

Módosító adalékok, amelyek kedveznek a megjelenése gócképződés, csökkenése kíséri hipotermia (szemben a módosító felületaktív adalékanyagok, adszorbeálódik a felületen a növekvő kristályok).

Üzembe kristályosítható olvadék inoculators fokozza a homogenitása és diszperzióját az öntött szerkezet, optimalizálása a alakja és eloszlása ​​nem fémes zárványok, csökkenés néhány öntési hibák (porozitás, szivacsosság, axiális és tengelyen kívüli fázisszétválás), amely jelentősen javítja a tulajdonságokat és izotrópia olvadt fém:

- körülbelül egyenlő erősség 30 ... 50% vagy több (legfeljebb 2,5 ... 3,0-szeres) növekedését műanyag tulajdonságait a fém és a 25 ... 30% -át a szívósság;

- A maximális hatás javítására a műanyag tulajdonságait a közepén (fele sugár) és axiális területek jelzi jelentős javulást a fizikai és kémiai homogenitást és izotrópiájára tulajdonságainak fém idomrúd;

- csökken az anizotrópia a szuszpenzió tulajdonságait a fém a hosszanti irányban a felület miatt a megszüntetése a oszlopos kristályos szerkezet, amely általában jellemző erre a területre.

- javítása a képlékenység és izotrópia jellemzőit és szívóssága acél bevezetése okozta porok után megmaradt, kovácsolás (legfeljebb 5 ... 10-szeres ukova);

- képlékenység öntött, a bevezetése exogén inoculators, közel ez a szám kovácsolt fém vagy éri el a maximális értéket már kis 1,5- és 3-szor ukovah, szívósság nem csökken után 5 ... 10-szeres ukova.

Azonban, annak ellenére, hogy a javult makrostruktúrák bugák és öntvények, egy fémpor öntött frakciókat inoculators vezet, hogy növelje a szennyezés acél nemfémes zárványok, többnyire oxidok. A korlátozások E technológia bonyolultsága miatt a folyamat lánc inoculators előállítására szemcsés (por frakció), amelyek megkövetelik a védelmet az oxidációtól tárolás során, a szállítás és a belépő egy öntecs. Emellett a meglévő eljárások és eszközök nekik kezelésére folyékony acél eloszlassa inoculators nem széles körben végrehajtás hiánya miatt a hulladék input technológia, a bonyolult művelet, és számos tervezési hibák.

Egy ígéretes irány javítása capture technológiát és menedzsment inoculators fémszerkezet egy módszer kialakítására jet inoculators öntés során a nagy tömbök vákuumban. Ezzel öntési eljárást javasolt Zhulevym SI bemeneti részecskék kémiai összetétele az olvadék. A formáció a szilárd részecskék ebben az esetben által nyújtott további felosztása az olvadék jet létrehozásával cseppecskék kristályosítási körülmények során alá a penész.

Miután a fém inokulátor vezet lokális hűtést a megolvadt fém által első fagyasztás őket bekövetkezik barna szilárd anyag formájában, ami tovább miatt a hőt a környező olvadék megolvadt később megolvasztott magát inokulátor. Így inokulátor olvadék elvont hőt, hogy saját fűtés és olvadási, ezáltal csökkentve a hőmérsékletet az olvadék. A hűtési hatás által őket vezet végül növekedéséhez kristályosodási sebesség, ami viszont befolyásolja a szegregáció csökkentése inhomogenitás egy munkadarab és javítása homogenitását mechanikai tulajdonságok nagy kovácsolt termékek felelősek célpontja. A növekvő mennyiségben adjuk a kezelt inoculators kristályosodási arány növekszik.

A komplex módosítók által diktált több tényező:

- A kombinált hatása két vagy több módosító fokozza a hatást alkalmazásával kapott egyetlen módosítót. Ez annak köszönhető, hogy a fentebb említett nukleációs a réteg oldhatatlan szennyeződéseket a folyékony fázisban a diffúziós hipotermia okozta bevezetésével oldható szennyeződések (különösen felületaktív anyag);

- kombinációja módosító fizikai hatásokat fokozza az intézkedés hatását a módosítók és megteremti annak lehetőségét, hogy megszerezze a nagy finom és speciális szerkezetek.

Megkülönböztetni komplex módosító három csoportba sorolhatók:

- finomítás tartalmazó aktív elemek Mn, Si, Ca, Mg, Al, P3M stb.;

- erősítő tartalmazó karbidok, boridok, nitridek, vannak, amelyek az ötvözetben, mint a kölcsönhatás eredményeként a megfelelő elemek, és hozzájárulnak a kiválást az alapjait;

- finomítás-erősítő, amely tartalmaz aktív elemeket és vegyületeket.

Módosítók tartalmazó aktív elemek, például ritkaföldfém, Ba, Ca, hatékony eszköze a változó jellege és formája nemfémes zárványok, hogy megkapjuk a legelőnyösebb típusú oxid zárványok a héj szulfidok.

Módosítása a vett kérelem acél nitridek vanádium, titán, cirkónium, alumínium, bevezetésével speciális acél ligatúrát vagy nitridált vasötvözetek. Ennek eredményeként az acél a kvencselő és az azt követő temperálás kiosztott nitrid és karbonitridek diszpergált részecskék. Ha módosítjuk a szerkezeti acélok vanádium-nitridek ausztenit szemcsefinomító történik 3-4 pont, az alakíthatóság növekedés, keménységet és szilárdságot.