Вязкость и процессы затвердевания аморфообразующих расплавов NI-P и CO-P

• Автор: Камаева, Лариса Вячеславовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Модели строения жидких металлов.

1.2. Модели строения бинарных расплавов. Взаимосвязь изотерм свойств и диаграммы фазовых равновесий.

1.3. Структура и свойства расплавов систем М-Р и Со-Р.

1.4. Влияние малых добавок на вязкость и другие свойства жидких металлов.

1.5. Гомогенное и гетерогенное зародышеобразование. Переохлаждение и затвердевание.

1.6.Влияние структурного состояния расплава на структуру и свойства сплавов.

Выводы главы 1и постановка задачи исследований.

Глава 2. Методики исследований и обработка результатов эксперимента. Аттестация образцов

2.1. Методика исследования вязкости расплавов.

2.2. Метод дифференциального термического анализа.

2.3. Рентгеноструктурный анализ и металлография.
2.4. Аттестация образцов.
Выводы главы 2.
Глава 3. Вязкость и переохлаждение жидких М и Со
3.1. Вязкость и гистерезисные явления в жидком кобальте.
3.2. Вязкость жидкого никеля.
3.3. Переохлаждение жидких кобальта и никеля.
Выводы главы 3.
Глава 4. Вязкость и затвердевание бинарных расплавов М-Р.
4.1. Влияние малых добавок (до 5 ат.% Р) на вязкость
жидкого никеля.
4.2. Исследование температурных и концентрационной зависимостей вязкости расплавов М-Р до 30 ат.% Р.
4.3. Переохлаждение сплавов М-Р.
4.4. Металлография сплавов М-Р.
Выводы главы 4.

Глава 5. Вязкость и затвердевание бинарных расплавов Со-Р
5.1. Исследование температурных и концентрационной
зависимостей вязкости расплавов Со-Р от 16 до
ат. %Р
5.2. Переохлаждение сплавов Со-Р
5.3. Металлография сплавов Со-Р
Выводы главы 5
Основные результаты работы
Литература

S,(

Актуальность работы. Большинство технологических процессов связаны с прохождением через жидкую фазу. В связи с этим для оптимизации технологии получения новых металлических материалов с более высоким уровнем служебных свойств необходимо более детальное исследование их структуры и свойств в жидком состоянии. Для этого требуются надежные экспериментальные данные, особенно в области высоких температур, и глубокое понимание наблюдаемых явлений, в частности, структурных превращений в металлических жидкостях, механизм которых остается до сих пор не вполне ясным. В последнее время широко обсуждается также вопрос о структурной наследственности жидкость - твердая фаза, влиянии состояния расплава на свойства и структуру сплавов. Фиксируемые в этом случае структуры в твердом состоянии наследуют в той или иной мере не только особенности исходного расплава, но и те изменения, которые происходят при его затвердевании.
При плавлении обычно не происходит резких изменений в межатомном взаимодействии, поэтому характер зависимости свойств и структуры жидких сплавов от состава в значительной степени связан с типом химического взаимодействия в системе в твердом состоянии и соответственно диаграммой фазовых равновесий. Наибольшее внимание привлекают сплавы эвтектического типа благодаря их широкому практическому использованию, а также склонности к аморфизации при быстром охлаждении. Широко обсуждается вопрос о структуре эвтектических расплавов и ее роли в процессах как кристаллизации, так и аморфизации. В связи со сложностью и неоднозначностью в интерпретации данных дифракционных методов для исследований структурных изменений в расплавах используются структурночувствительные свойства (вязкость, плотность, поверхностное натяжение и др.), концентрационные зависимости которых позволяют судить об особенностях взаимодействия в бинарных системах. С другой стороны, морфология первичных кристаллов и эвтектической колонии, возможность образования при кристаллизации метастабильных фаз существенно зависят от условий затвердевания и структурного состояния исходного расплава. Типичными эвтектическими системами металл -металлоид, сплавы которых легко аморфизуются, являются кобальт-фосфор и никель -фосфор. Однако экспериментальные данные о их структуре и свойствах в области больших содержаний фосфора противоречивы и немногочисленны, особенно для системы Со-Р.

системы обработки экспериментальных данных (расчет вязкости и ошибок измерения).
Система напуска газа

Цифровой
вольтметр
Щ1516
Плата сбора информации
Система
раскачки

Блок
тирист
Система вакуум ирования
Рис. 2.1. Блок - схема вискозиметра.
Для управления работой комплекса разработано программное обеспечение, позволяющее работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах. В полуавтоматическом режиме «вручную» проводится регулировка температуры в печи вискозиметра (при помощи ВРТ-3) и раскачка подвесной системы. Сбор информации и расчеты проводятся автоматически. В автоматическом режиме работой всех систем управляет компьютер по ранее заданному плану эксперимента.
Конструкция вискозиметра и принцип его работы подробно рассмотрены в работах [152-155]. Основным несущим элементом вискозиметра (рис. 2.2) является водоохлаждаемый корпус 7, рассчитанный на работу под давлением до двух атмосфер. К верхней части корпуса вискозиметра присоединена колонна. В ней имеется окно 4, изготовленное из кварцевого стекла. Для сообщения системе крутильных колебаний на колонне смонтирован
электромагнитный поворотный механизм, состоящий из двух катушек, расположенных по обе стороны колонны подвесной системы. В их магнитном поле
производится поворот якоря, закрепленного на патроне подвесной системы. Через колонну вискозиметр устанавливается на плите, укрепленной на кронштейнах, заделанных в капитальную стену здания.
Подвесная система состоит из вольфрамовой нити диаметром 0,07 мм и длиной 450 мм 3, зеркала 5, укрепленного на патроне, молибденового штока диаметром 3 мм с