Математическая модель дендритной кристаллизации металлического расплава

• Автор: Няшина, Наталья Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Введение. Г лава 1. Описание процесса кристаллизации на макроуровне. Описание процесса кристаллизации на мезоуровне. Концептуальная постановка. Глава 2. Постановка задачи устойчивости уединенной параболической ячейки. Глава 3. Вывод уравнений МФП для анизотропного поверхностного натяжения. Пространственно однородная задача. В моделях макроуровня уделяется особое внимание механизмам тепло и массопереноса на макроскопическом уровне в масштабах всей заготовки в целом. Они предназначены для предсказания крупномасштабных особенностей процесса затвердевания, то есть времени затвердевания, различных видов переноса и так далее. В то же время, события, сопровождающие явления макроскопического затвердевания, могут оказывать существенное влияние на течение процессов на более мелком структурном уровне, что необходимо принимать во внимание при разработке моделей формирования структуры металлического сплава. Описание структуры литого сплава на макроуровне сложная проблема, анализировать которую можно только при условии правильного выбора основных физических факторов, играющих роль в данном случае.


Описание структуры литого сплава на макроуровне сложная проблема, анализировать которую можно только при условии правильного выбора основных физических факторов, играющих роль в данном случае. Одним из таких факторов является теплоотвод от кристаллизующегося вещества. Однако, как отмечается в , для анализа структурообразования важны не только тепловые процессы, но и влияние собственно кинетики кристаллизации на поверхности раздела фаз, а также возможность образования кристаллов в объеме переохлажденного расплава. Как правило, макроструктура металлического слитка характеризуется наличием трех зон рис. Непосредственно у поверхности слитка расположена область, заполненная конгломератом мелких, тесно связанных друг с другом кристаллитов, зона замороженных кристаллов. Эта зона возникает при соприкосновении жидкого металла с холодной поверхностью формы. При этом металл очень быстро охлаждается, в нем возникает большое число центров кристаллизации. Подробнее это будет рассмотрено в разделе 1. Рис. При дальнейшем охлаждении всего металла на фронте кристаллизации достигается переохлаждение, при котором не только растут, но и зарождаются в расплаве новые кристаллы, образуется зона равноосных кристаллов. Однако в , , , , , и др. В пользу такого механизма говорит еще и тот факт, что для гомогенного зародышеобразования необходимо переохлаждение ДГ Ть Т 0,2 что для железа составляет 5С, для меди 6С, для алюминия 0С, для платины 0С значения переохлаждения получены в опытах на каплях чистых металлов размером порядка мк в защитной газовой атмосфере. Однако такие условия практически не имеют место в промышленном производстве , .