Разработка технологии получения аморфизующихся кобальтовых сплавов на основе изучения их вязкости

• Автор: Конашков, Виктор Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Современные представления о строении металлических расплавов

1.2. Равновесное и неравновесное состояние. Термовременная обработка

1.3. Структура жидкостей. Дифракционные методы исследования жидкостей

1.4. Вязкость. Теории вязкого течения

1.5. Аморфные сплавы

1.6. Неравновесные термодинамические системы

1.7. Особенности зависимостей структурночувствительных свойств металлических жидкостей

1.8. Выводы обзора и постановка задачи исследования

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Методы измерения вязкости
2.2. Измерение кинематической вязкости методом крутильных колебаний тигля с расплавом
2.3. Конструкция вискозиметра
2.4. Оценка погрешностей измерений
2.5. Выводы
3. ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СПЛАВОВ ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ СоВЭ
3.1. План исследований тройной системы СоВ. Подготовка и аттестация образцов
3.2. Изучение зависимостей вязкости от времени
3.2.1. Нестабильность значений вязкости во времени
3.2.2. Обсуждение полученных результатов
3.2.3. Выявление дополнительных факторов, влияющих на
степень нестабильности значений вязкости во времени
3.3. Изучение температурных зависимостей вязкости сплавов тройной системы СоВБ
3.4. Изучение концентрационных зависимостей вязкости
3.5. Выводы
4. ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АМОРФИЗУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА
4.1. Отбор образцов для исследований
4.2. Исследования температурных зависимостей вязкости промышленных образцов. Разработка рекомендаций по совершенствованию температурновременного режима промышленных плавок
4.3. Исследования временных зависимостей вязкости промышленных образцов
4.4. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ И ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ РАСПЛАВОВ СИСТЕМЫ СоВ
5.1. Методика измерений плотности и поверхностного натяжения
5.2. Результаты исследований плотности и поверхностного натяжения
5.3. Выводы
6. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ТВЕРДЫХ ЛИТЫХ АМОРФИЗУЮЩИХСЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА
6.1. Подготовка образцов для исследований
6.2. Обсуждение результатов
7. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ ПРИБОРА МТГЗМ ГЕНЕРАТОРА ТОРСИОННЫХ ПОЛЕЙ НА ВЯЗКОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Энергетическая неравноценность межатомных взаимодействий разного типа является причиной возникновения кластеров разного строения и состава, об-ладающих разной устойчивостью во времени. Самые устойчивые и долгоживущие кластеры образованы наиболее сильно взаимодействующими компонентами (например железа и кислорода). Именно акцентом на неравноценность межатомных связей, в качестве причины микронеоднородности, этот вариант модели микронеоднородного строения расплава принципиально отличается от других ее вариантов. В этом смысле он назван квазихимическим. Должны учитыватся особенности силовых полей конкретных атомов, со-ставляющих расплав; существенная роль сил межатомного притяжения в формировании конденсированого состояния (в этом истоки генетической связи жидкого и твердого); равноценность двух качественно противополож-ных видов движения частиц - трансляционного и колебательного. Описанные модельные представления о строении реальных расплавов далеки от завершения. Эксперимент постоянно дает новые трудно объяснимые данные. Их предстоит еще изучать и обобщать. Одна из основных сложностей при описании жидкостей согласно такой модели состоит в точном описании взаимодействия между атомами. Это взаимодействие имеет сложный характер. Учесть математически эту конкретную специфику межчастичных сил при описании строения реальной жидкости очень сложно, а на нынешнем этапе практически невозможно. Равновесное и неравновесное состояние. Металлическую жидкость в реальных промышленных условиях нельзя рассматривать просто как смесь хаотически расположенных в пространстве атомов ее компонентов. Большинство металлургических процессов предполагают относительно небольшой перегрев расплава над температурой ликвидуса. При этом многокомпонентная жидкость характеризуется неравноценностью взаимодействия атомов разных сортов. Нужно также иметь в виду следующее: во первых, при плавлении объем, а следовательно и межатомные расстояния, возрастает незначительно. Во вторых, характер связей между атомами не изменяется при переходе из твердого состояния в жидкое, изменяется лишь соотношение энергии межчастичного взаимодействия и энергии тепловых колебаний. Совершенно очевидно, что в таких условиях расположение атомов компонентов расплава друг относительно друга не будет случайным. Таким образом, металлическая жидкость обладает микроструктурой (т. Существование ближнего порядка в жидких металлических расплавах подтверждается рентгеноструктурными исследованиями /9/. Характер упорядочения (микроструктуры) жидкости может быть различным, кроме того, возможно его изменение под воздействием различных факторов (временной выдержки, изменения температуры, механического перемешивания, различных физических полей и. Такие изменения можно фиксировать по изменениям структурно-чувствительных свойств расплава. Особенности микроструктуры жидкости оказывают существенное влияние на процесс затвердевания /-/, а следовательно, на свойства твердого металла. Точно так же и структурные особенности твердого металла при его плавлении воздействуют на формирование микроструктуры жидкости. Как уже отмечено выше, на микроструктуру расплава можно воздействовать разными способами. Таким образом, появляется возможность повышать качество металлопродукции за счет формирования более благоприятной микроструктуры расплава перед разливкой. Металлические расплавы, как термодинамические системы можно разделить на две группы - равновесные и неравновесные. Микроструктура и свойства равновесного расплава определяются только внешними условиями и химическим составом. Такой расплав не имеет структурных особенностей, унаследованных из исходных шихтовых материалов. В состоянии равновесия энтропия изолированной системы максимальна, поэтому равновесный расплав максимально микрооднороден и стабилен (его свойства не должны меняться со временем). Затвердевание из равновесного состояния позволяет получить однородный слиток с минимальным количеством дефектов. Кроме того, повышается стабильность качества от плавки к плавке. Таким образом, наиболее благоприятная микроструктура расплава перед разливкой - это равновесная микроструктура.