Структурообразование при охлаждении жидких металлов, содержащих ультрадисперсные частицы

• Автор: Калинина, Анна Павловна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Перечень основных обозначений

Введение
Глава 1. Физико-математические модели процессов нуклеации в расплавах. Анализ современного состояния проблемы

1.1. Гомогенная нуклеация

1.2. Гетерогенная нуклеация

1.3. Теория нуклеации и эксперимент

1.4. Влияние кинетики на свободную энергию критического зародыша

1.5. Влияние факторов, не связанных с размером, на свободную энергию критического зародьгіпа

1.6. Влияние на межфазные энергии факторов, связанных с размером частицы

1.7. Законы кинетического роста кристаллов

1.8. Модели охлаждения расплава

Глава 2. Зарождение твердой фазы в расплаве, модифицированном ультрадисперсними порошками тугоплавких соеднинений
2.1. Метод диаграмм метастабильных состояний
2.2. Модель зарождения твердой фазы на активированной У Д-частице
2.3. Поверхность и форма У/Гчастицы и зародыша
2.4. Энергетические вклады в межфазные удельные энергии, связанные с кривизной поверхности и трехфазной линии контакта
2.5. Влияние размера на поверхностную концентрацию ион-радикалов
2.6. Электрические поля и межфазные энергии зарождающейся фазы
2.7. Нукпеация на УД-частицах
2.8. Результаты и выводы
Глава 3. Кристаллизация расплава, модифицированного ультрадисперсними частицами
3.1. Уравнения тепломассопереноса
3.2. Прирост твердой фазы
3.3. Кинетический закон роста кристаллов
3.4. Объемная кристаллизация бинарного сплава
3.5. Размер кристаллизационной ячейки
3.6. Особенности гетерогенного зародышеобразования в стали
3.7. Результаты и выводы
Глава 4. Экспериментальное исследование эффективности ультрадисперсних порошков тугоплавких соединений
4.1. О механизме упрочнения металла ультрадисперсными частицами
4.2. Модифицирование массивной отливки из серого чугуна. Влияние плакирующего металла
4.3. Исследование влияния массовой доли и размера частиц УДП при модифицировании стали и меди
4.3.1. Отливка из углеродистой стали
4.3.2. Непрерывнолитая заготовка из углеродистой стали
4.3.3. Отливка из меди
4.4. Результаты и выводы
Обсуждение результатов
Результаты и выводы
Список литературы

ожидать большего модифицирующего эффекта, чем для железа (применение УД-частиц SiC показало значительный модифицирующий эффект для меди [77]).
2.7. Нуклеация на УД-частицах
Для расчета скорости зародышеобразования необходимо найти изменение потенциала Гиббса системы зародыш - подложка. Избыточная свободная энергия границ системы состоит из энергий поверхностей раздела и энергии периметра смачивания [62-67]:
AG = AGS + AGC + AG, , (2.7.1)
где
AGS = - 2л rs2ai2'cos#)(l -cos AGC =2лГсСгпХ-со%((р + в))(-айІгс), (2.7.16)
AG) =2^rscr/sin^. (2.7.1b)
Из ( 2.7.1(b)) для полной линейной энергии зародыша G; нетрудно видеть, что по порядку величины отношение линейной энергии к поверхностной равно отношению числа атомов на трехфазной границе к их количеству на контактной поверхности и составляет примерно 20 - 30 %. Для определения радиуса критического зародыша находится максимум потенциала Гиббса как функции объема зародыша:
dAGQldV = 0 ,
где
AG0=XATpVITe+AG , (2.7.2)
р - плотность расплава, х - теплота плавления, Те - температура равновесного фазового перехода. Характерный вид энергии Гиббса гомогенного сферического зародыша, свободно растущего в исходной матрице, и гетерогенного зародыша на сферической подложке, состоящих из одинакового числа атомов, показан в логарифмическом масштабе на фиг.2.7.1 (кривые 3 и 1, 2 соответственно). Параметры соответствуют меди [62 - 67].