Процесс затвердевания расплавов на основе Fe-B и Co-B в условиях сверхбыстрого охлаждения

• Автор: Иванов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ АМОРФНЫЕ СПЛАВЫ

1.1. Методы получения аморфных металлических сплавов.

1.2. Факторы, определяющие склонность металлических сплавов к аморфизации.

1.3. Структура аморфных металлических сплавов.

1.4. Модели стеклования аморфных металлических расплавов.

1.5 Экспериментальные данные о плотности сплавов на основе Ре и Со.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Измерение плотности расплавов методом лежащей капли.

2.2. Дилатометрический метод измерения плотности.

2.3. Измерение плотности методом гидростатического взвешивания.
3. ПЛОТНОСТЬ СПЛАВОВ БеВ и СоВ В ЖИДКОМ, КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И АМОРФНОМ СОСТОЯНИЯХ.
3.1. Политермы плотности сплавов в жидком и кристаллическом виде.
3.2. Политермы плотности сплавов в аморфном и кристаллическом состояниях.
3.3. Плотнехпъ аморфизирующихся сплавов в интервале температур от до С.
4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ БеВ и СоВ.
4.1 Вязкость расплавов БсВ и СоВ.
4.2. Оценка склонности расплавов к переохлаждению.
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АМОРФИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ БеВ и СоВ 0 ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Но при этом либо снижается производительность процесса, либо увеличивается толщина ленты, что приводит к снижению скорости охлаждения. Существует метод, в котором затвердевающая лента задерживается на поверхности диска с помощью специальных приспособлений - ремня из сплава меди с бериллием, двигающегося в том же направлении, что и диск, с одинаковой скоростью, или газовых струй, прижимающих ленту к диску. При этом происходит не только полное затвердевание ленты, но и гарантируется се охлаждение до заданной температуры. Большое значение имеет угол подачи струи расатава на диск, оптимизация которого приводит к увеличению протяженности контакта без всяких дополнительных устройств /4/. В работе // для увеличения длины жидкой ванны расплава на диске предлагается устанавливать сопло тигля тангенциально. Выходному сечению сопла придается раднус кривизны, соответствующий радиусу закалочного барабана. В работе /8/ описываются методы производства аморфных лент с вырезами заданной формы с использованием охлаждающей подложки с участками, имеющими низкую теплопроводность, на которых образуются хрупкие кристаллические участки ленты; спиральных лент за счет удлинения зоны прилипания образна к подложке; получения композитных лент путем последовательного нанесения расплава поверх уже сформировавшихся слоев. Последний метод можно применять и для изготовления лент аморфного сплава большой толщины //. Как уже отмечалось, наиболее промышленно-значимым является метод спиннингования металлических расплавов, поэтому рассмотрим теплофизические и гидродинамические особенности данного метода. При спиннинговании расплава на поверхности вращающегося барабана-холодильника образуется ванна жидкого металла, которая одновременно охлаждается и вытягивается диском (рис. В быстро зачвердевающем расплаве, при больших градиентах температуры и скорости, протекают сложные, взаимосвязанные друг с другом процессы тепло и массонерсноса. На практике успешно используются уравнения на основе баланса массы, определяющие толшину лент по эмпирическим зависимостям от каждого параметра технологии. Скорость охлаждения кристаллических материалов удовлетворительно описывается зависимостями, учитывающими температуру и теплоту плавления, константы скорости роста. По гидродинамической модели предполагается, что затвердевание расплава происходит достаточно медленно и твердый слой, движущийся со скоростью диска, лишь незначительно изменяет поле скоростей в жилкой ванне. У границы расплава с диском формируется за счет сил вязкости ламинарный пограничный слой. ЦУ8),/2 (1. У8 - линейная скорость поверхности диска, м/с. Подобная зависимость успешно подтверждается экспериментально. З0-/^0, (1. О - объемная скорость выхода расплава, мм3/с. Рис. Схема процесса образования ленты методом спиннингования расплава. Расхождение в показателях степени объясняется возрастанием вязкости расплава при охлаждении. Численное совпадение теоретических расчетов с экспериментальными данными достигается при использовании V, близких к значениям вязкости переохлажденного расплава, которые на 3-7 порядков выше //. Это приводит к существенному превышению фактических величин 5. Влияние механизма передачи момента импульса па процесс закалки и конечную толщину ленты является безусловным, но решающим, как это установлено экспериментально, оно может быть только при значении коэффициента теплопередачи а на границе расплав-диск меньшим, чем 5 Дж/м2 кг//. Для значений а * МО6 Дж/м“Кс резонно применять теории, основанные на определяющей роли теплопереноса //. При этом выделяются три области процесса затвердевания согласно значению критерия N = ад/Х, где Л - коэффициент теплопроводности. При Ыи> условия охлаждения ленты можно считать идеальными, значение а можно принять бесконечно большим и считать температуру контактной поверхности расплава равной температуре поверхности закалочного диска. Т-Т8) (Ы. Те - температура поверхности диска. При 0,5<Ки< существует промежуточный механизм охлаждения. Толщина получаемой ленты 5 зависит от времени затвердевания х расплавленного металла, находящегося в области контакта расплава и диска.