Кинетический анализ контактного взаимодействия расплавов Mn - Ni - Cu и сталей с твердыми поверхностями с целью защиты металлов

• Автор: Сивков, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 170 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Теоретический анализ процессов растекания и смачивания

1.2. Экспериментальные работы.

1.2.1. Методы, их достоинства и недостатки, необходимость усовершенствования

1.2.2. Опытные данные по растеканию и смачиванию твердых поверхностей расплавами на основе меди, никеля, марганца

1.3. Обоснование постановки работы

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ.

2.1. Выбор метода исследования

2.2. Создание экспериментальной установки, ход проведения опытов.

2.3. Подготовка образцов, условия проведения опытов
2.4. Влияние подвода расплава к подложке
2.5. Смачивание медью железа, никеля, кобальта, молибдена
и растекание по ним
2.6. Оценка погрешностей измерений
В ы в о д ы
3. РАСТЕКАНИЕ РАСПЛАВОВ СцМ Мп ПО ЖЕЛЕЗУ.
3.1. Влияние замены меди никелем на скорости смачивания и растекания
3.2. Растекание тройных расплавов.
3.3. Влияние температуры на скорость растекания.
3.4. Выявление режимов и аналитическое описание процесса растекания. Щ
3.5. Смачивание расплавами твердого железа и адгезия фаз
3.5.1. Поверхностное натяжение расплавов СцК
3.5.2. Смачивание расплавами СиМ твердого железа и адгезия фаз.
3.5.3. Поверхностное натяжение расплавов СцЫМп
3.5.4. Смачивание расплавами СиЫМп твердого
железа и адгезия фаз
В ы в од ы
РАСТЕКАНИЕ РАСПЛАВОВ СиМ Ип ПО КАРБОИИТРИДУ ТИТАНА
4.1. Влияние добавок меди на растекание расплавов по карбонит риду гитана
4.2. Влияние температуры
4.3. Растекание промышленного мельхиора по поверхности карбонитрида гитана и влияние углерода.
4.4. Смачивание расплавами Си1 Ип карбонитрида титана и адгезия фаз.
В ы в од ы
ПРИЛОЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ К АНАЛИЗУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
5.1. Обоснование состава мельхиора при защите конусов засыпных аппаратов доменных печей
5.2. Совершенствование технологии автовакуумного плакирования стали
5.3. Смачивание сталями оксидных огнеупоров и адгезия фаз 6 В ы в о д ы
ЗА КЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Аргументированное описание растекания жидкости в кинетическом режиме дано авторам^работы //. Используя пошаговое интегрирование и считая на каждом шаге скорость постоянной, авторам удалось получить удовлетворительное согласие рассчитанных скоростей растекания с опытными при смачивании ряда твердых металлов жидкими. Авторы учли отличие формы капли в каждый момент времени растекания от равновесной, представляющей часть сферы, и с использованием опытных данных о зависимости динамического угла от времени рассчитали долю кинетического и транспортного сопротивлений движению жидкости. По мнению авторов, транспортное сопротивление,отвечающее за подвод жидкости к фронту растекающейся капли, становится определяющим лишь в конце процесса. Необходимо заметить, что авторы применили уравнение кинетического режима для описания растекания металлов в системах, где угол смачивания далек от нулевого значения. В системах, где смачивание близко к абсолютному, это уравнение хуже согласуется с опытными данными, поскольку в этом случае форма капли уже в начале растекания сильно отличается от равновесной, что говорит о преобладании гидродинамического сопротивления движению жидкости на этой стадии процесса. Второй подход к описанию процессов растекания назовем гидродинамическим. Сущность его в том, что решается с определенными допущениями, система гидродинамических уравнений Навье-Сток-са и неразрывности для вязкой несжимаемой жидкости /-/. Авторы // рассматривают квазистаиионарное безинерционное растекание жидкости. При растекании капля жидкости проходит три последовательные стадии: на первой стадии капля при соприкосновении с твердой поверхностью быстро растекается в "лужицу" с острыми углами; на второй - происходит растекание этой "лужины", на третьей скорость растекания быстро затухает и движение жидкости прекращается. Авторы обсуждают второй этап, считая его основным. За движущую силу растекания принимают равнодействующую поверхностных натяжений на периметре смачивания и считают ее постоянной на протяжении всего процесса. Препятствует растеканию, по их мнению, вязкое трение в жидкости. Режиг,1 считается вязким. Авторы // получили удовлетворительное согласие приближенного решения с опытными данными при растекании, например, ртути по поверхности цинка, только вводя поправочный коэффициент = 7-, учитывающий увеличение силы трения из-за наличия угловых компонент скорости вблизи фронта растекания. Более строго к описанию вязкого режима на этой стадии подошел А. И.Быховский //. Пренебрегая динамическими эффектами и принимая во внимание совместное действие гравитационных и капиллярных сил, он предположил, что форма растекающейся капли в каждый момент времени отвечает минимуму свободной энергии покоящейся капли. Решается изопериметрическая задача отыскания формы капли при неизменном объеме жидкости. Так же, как и в работе //, движение считается квазистационарным и безынерционным. С , а когда преобладает сила тяжести - в виде . Подобные уравнения получены в работах /-/. Различие составляют лишь числовые коэффициенты, что обусловлено неодинаковыми допущениями, принятыми при решении системы гидродинамических уравнений. Аналогичные уравнения даются в работах //, авторы которых использовали другие подходы к решению задачи движения жидкости по твердой поверхности. В работе // изучены конечные стадии растекания капель железа, кобальта, никеля по вольфраму, содержащему мае. В этой работе в качестве движущей силы взят перепад давлений в капле и в тонких слоях, примыкающих к периметру. Установлено, что на этих стадиях растекания жидких металлов по поверхности твердых основное сопротивление - вязкое - сосредоточено в объеме жидкости, вблизи периметра смачивания перемещение вещества осуществляется миграционным механизмом. Особенностью работ второй группы является то, что авторы совсем не анализируют начальные стадии растекания. Пожалуй впервые анализ начальной стадии распространения жидкости по твердой подложке предпринят в работе //. В.В. Хлы-нов с соавторами приближенно опенили вязкое и инерционное сопротивления, выделив их из уравнения Навье-Стокса.