ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние растворимых примесей на поверхностное натяжение на границе жидкость — кристалл и на переохлаждение расплава из "Модифицированный стальной слиток " Эффективность воздействия модификаторов на формирование структуры слитка можно оценить по их влиянию на величину переохлаждения расплава. Для изучения влияния растворимых примесей на переохлаждение необходимо очистить расплав от нерастворимых примесей (или их дезактивировать) и установить оптимальные условия измерений переохлаждения (объем вещества, скорость охлаждения). [c.133] Наибольшее снижение переохлаждения ртути при добавке 0,05% К обусловлено значительным уменьшением поверхностного натяжения на границе зародыш — жидкость. Увеличение переохлаждения при добавке 0,5—1,0% К можно приписать блокирующему действию калия, концентрирующегося у поверхности зародыша. Вычисленное по величине переохлаждения по формуле (9) значение а на границе зародыш — жидкость для чистой ртути составляет 7,7 МДж/м , а для ртути с 0,05% К — около 3,6 МДж/м . [c.134] Малые добавки спирта, пиперонала и бензойной кислоты существенно увеличивают переохлаждение азобензола. [c.134] Духин [123, с. 9—35] исследовал влияние А1 на переохлаждение железа в капельках диаметром 50— 500 мкм. Отдельные капельки чистого железа переохлаждались до 550° С. Добавка 0,005% AI снизила интервал переохлаждений до 290—350° С, а 0,08% А1 — до 190— 250° С. Дальнейшее увеличение концентрации А1 приводило к некоторому повышению переохлаждения железа. Следовательно, в малых капельках добавки А1 оказывают более слабое влияние на переохлаждение железа, чем в объемах, исследованных в работе [101, с. 57—61]. [c.137] Авторы работы [13] также наблюдали влияние температуры перегрева на переохлаждение германия, модифицированного Ga, In или Sb. Добавки уменьшают переохлаждение германия. Однако зависимость переохлаждения модифицированного германия от перегрева примерно такая, как и для чистого германия. Увеличение скорости теплоотвода способствует повышению переохлаждения расплава. Максимальное переохлаждение в массивных образцах чистого германия с содержанием примесей менее 10 % достигало 50° С, в то время как в капельках диаметром 15 мкм в менее чистом германии (99,99%) переохлаждение составляло около 235° С [66]. Влияние перегрева и скорости охлаждения на степень переохлаждения авторы объясняют структурными изменениями. При уменьшении скорости теплоотвода сильно перегретого расплава микрообласти ближнего порядка успевают перестроиться в более сложные группировки, способствующие зародышеобра-зованию, и расплав переохлаждается слабо. Большая скорость теплоотвода лимитирует перестройку группировок, в связи с чем переохлаждение расплава увеличивается. Зависимость степени переохлаждения от скорости охлаждения и температуры перегрева наблюдалась В. М. Глазовым [124] в расплаве In — Sb. [c.139] Овсиенко и В. П. Костюченко [122] показали, что растворимые добавки Л1 и Ti ие повлияли на переохлаждение капелек железа диаметром 30—40 мкм при скорости охлаждения 1,5—2° С/с, в то время как в больших объемах эти добавки сильно снизили переохлаждение. Авторы отмечают, что такое поведение А возможно обусловлено различными особенностями з. ц. к. в больших и малых объемах. Ю. И. Петров [127] установил, что с уменьшением радиуса капелек РЬ и Bi с 1-10 до 1,25-10- см повышается время ожидания появления первого ц. к. Это свидетельствует о том, что вероятность образования зародышей с уменьшением размера переохлажденной капельки уменьшается. [c.140] Коверда, И. М. Богданов и В. П. Скрипов [31, с. 172 —173] оценили переохлаждение различных веществ в каплях диаметром 50—500 мкм. В этом исследовании получены значения переохлаждений еще большие, чем в работе [66] для So, Ag, Си и Ge они составили 121, 8, 252, 277 и 316° С соответственно. П этим данным вычислили значение а на границе жидкость — кристалл. [c.140] Исходя из соотношения кинетических коэффициентов, характеризующих объем кристаллизующейся жидкости, в работе [101, с. 57—61] рассчитали значения переохлаждения ртути при изменении объема от 100 см до капелек объемом 10- см . Переохлаждение в объеме 100 см для Fe составило 290° С и для Hg 26° С, а в капельках 10 мкм—340 и 65° С соответственно. [c.140] Костюченко и Д. Е. Овсиенко [128] наблюдали большой разброс (5—280° С) значений переохлаждения окисленного железа в объеме 12 см . В работе [129] исследовали влияние размера капелек диаметром 60— 250 мкм на величину переохлаждения Ni и Со при малой скорости теплоотвода ( 2 °С/с). Однако никакой зависимости переохлаждения от размера капельки не обнаружили. Интервал переохлаждений составил для Ni 370—470 и для Со 390—480° С. Влияние объема расплава на степень его переохлаждения может быть связано, во-первых, с действием активированных и изоморфных примесей. Если расплав содержит некоторое количество частиц, активных в отношении зарождения центров, то дробление вещества на достаточно малые объемы приводит к тому, что часть из них оказывается свободной от активных примесей, и переохлаждение в них достигает границы метастабильности. Другие объемы обнаруживают меньшие переохлаждения с большим разбросом. Во-вторых, в расплаве, не содержащем примеси, дробление объема вызывав увеличение переохлаждения, поскольку вероятность зарождения центра кристаллизация тем меньше, чем меньше объем расплава. [c.142] При исследовании причин разброса значений переохлаждения трансформаторной стали в объеме 0,5 см показано [117], что эта величина зависит в основном от сорта (чистоты) Fe, которое применялось в качестве шихты. В том случае, когда значение переохлаждения исходного Fe было пониженным, переохлаждение стали оказалось примерно таким же. Si переохлаждался на 200—250° С более устойчиво, чем Fe, и поэтому не оказал существенного влияния на переохлаждение стали. [c.143] Вернуться к основной статье