Вязкость расплавов медь-алюминий и влияние их гомогенизирующей термообработки на структуру после кристаллизации

• Автор: Константинова, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Постановка задач и выбор объектов исследования

1.1. Метастабильная микрогетерогенность расплавов в системах

с эвтектическими диаграммами состояния

1.2. Влияние гомогенизации расплава на структуру литого металла

1.3. Система медь-алюминий

1.4. Задачи и объекты исследования

Глава 2. Методика и техника эксперимента

2.1. Метод затухающих колебаний тигля с расплавом

2.2. Экспериментальная установка

2.3. Методика проведения измерений
2.4. Обработка результатов и оценка погрешности
2.5. Методика металлографических исследований литого металла
Основные результаты
Глава 3. Результаты измерений вязкости расплавов медь-алюминий
3.1. Вязкость жидких алюминия и меди
3.2. Температурные зависимости вязкости расплавов медь-алюминий
3.3. Концентрационные зависимости вязкости и энергии
активации вязкого течения
3.4. Обсуждение результатов и определение температур гомогенизации изученных расплавов
Основные результаты и выводы
Глава 4. Влияние гомогенизирующей термообработки расплавов на
структуру слитков, формирующихся при их кристаллизации
4.1. Сплавы, богатые алюминием
4.2. Сплавы промежуточных концентраций
4.3. Сплавы на основе меди
4.4. Обсуждение результатов

Основные результаты и выводы
Глава 5. Оптимизация технологии выплавки медной катанки в ЗАО
СП Катур-Инвест (УГМК)
5.1. Проблема повышения качества медной катанки
5.2. Результаты металлографических исследований мест обрыва катанки
5.3. Исследование температурных зависимостей вязкости и плотности проб жидкой меди, отобранных на различных
стадиях технологического цикла
5.4. Влияние гомогенизирующей термообработки жидкой меди
на структуру медног слитка
5.5. Переплав меди в солевых расплавах как способ снижения содержания сульфидных включений
Основные результаты и выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы исследования.
Необходимыми этапами технологического процесса производства любого сплава являются перевод исходных материалов в жидкое состояние и последующая кристаллизация расплава. Несмотря на то, что к настоящему времени накоплено много данных, свидетельствующих о влиянии строения исходного расплава на структуру, формирующуюся после кристаллизации, проблема взаимосвязи строения жидких и закристаллизованных сплавов остается одной из не решенных до настоящего времени проблем физики конденсированного состояния.
Б.А.Баум с сотрудниками обратили внимание на ветвление температурных зависимостей свойств жидких сплавов, полученных при нагреве после плавления и при последующем охлаждении. Особенно выразительно явление гистерезиса свойств проявлялось в вискозиметрических опытах. Было установлено, что нагрев расплава выше температур ветвления этих кривых сопровождается улучшением структуры и повышением уровня служебных свойств закристаллизованного сплава [1, 2]. Сформулированные в 1980-е годы П.С.Попелем с сотрудниками представления о метастабильной микрогетерогенности расплавов позволили объяснить связь структуры кристаллического слитка со строением исходного расплава сохранением в жидком сплаве дисперсных частиц, унаследованных от гетерогенных исходных кристаллических материалов [3]. Согласно их представлениям, вблизи вышеупомянутых температур ветвления температурных зависимостей свойств происходит необратимое разрушение дисперсных частиц и переход расплава в гомогенное состояние истинного раствора (гомогенизация расплава). Позднее эта гипотеза была подтверждена экспериментами по малоугловому рассеянию нейтронов в расплавах РЬ-8п [4] и совсем недавно - А1-81 [5], проведенными У.Дальборгом и М.Кальво-Дальборг.
Глава 2. Методика и техника эксперимента
В данной главе приводится описание метода измерения вязкости расплавов и методов металлографических исследований структуры кристаллических образцов, использованных в работе.
2.1. Метод затухающих колебаний тигля с расплавом
Методы измерения вязкости, обзор которых дан в [31, 46-48], по характеру гидродинамического поля скоростей можно разделить на стационарные (профиль скоростей не меняется во времени) и нестационарные (переменный во времени профиль скоростей), а по методике проведения эксперимента - на абсолютные и относительные. К стационарным относятся методы капиллярного истечения, вращающихся цилиндров, падающего шарика и электромагнитный метод. Нестационарные включают в себя все методы, основанные на затухании крутильных колебаний системы, сопряженной с исследуемой жидкостью, и вибрационный метод. Среди нестационарных методов различают две разновидности:
1) основанные на решении внешней гидродинамической задачи -колебание тела вращения, погруженного в исследуемую жидкость,
2) основанные на решении внутренней гидродинамической задачи — колебание тела вращения, заполненного исследуемой жидкостью.
В основе любого метода определения вязкости лежит решение задачи о связи между вязкостью и наблюдаемыми в процессе измерений параметрами.
Высокие температуры и связанные с ними экспериментальные трудности ограничивают число методов вискозиметрии, пригодных для изучения вязкости металлических расплавов. При выборе метода для исследования вязкости жидких металлов необходимо учитывать их специфические особенности - малую вязкость и большую химическую