Введение - Структура и свойства металлических расплавов

Расплавленные металлы и сплавы составляют группу металлических жидкостей. Межчастичные связи в них возникают преимущественно вследствие взаимодействия положительных ионов со свободными электронами. расплав плотность вязкость металлический

Жидкие чистые металлы отличаются относительно простым строением, однако их композиции - сплавы - в этом отношении исключительно сложны, что и определяет разнообразие их свойств.

По своим свойствам и строению жидкости гораздо ближе стоят к твердым телам, чем к газам, особенно при температурах, близких к температуре кристаллизации. Такое заключение вытекает, в частности, из следующих экспериментальных фактов, впервые обобщенных Я. И.Френкелем и многократно подтвержденных и дополненных впоследствии практикой.

1. При плавлении твердых тел относительное увеличение объема не превышает 10 %. Следовательно, средние расстояния между частицами вещества в процессе плавления почти не изменяются. В то же время при испарении они увеличиваются в десятки раз.

2. Скрытая теплота плавления значительно меньше теплоты испарения, т. е. силы взаимодействия между частицами испытывают сравнительно небольшое ослабление.

3. Теплоемкость тел почти не меняется при плавлении. Это говорит о сохранении характера теплового движения частиц, которые совершают колебания около временных положений равновесия. Получив в результате взаимодействия с соседями дополнительную энергию, частица скачкообразно меняет свою позицию. В жидкости частота таких скачков значительно выше, чем в твердом теле.

4. При достаточно малом времени воздействия нагрузки жидкость проявляет упругие свойства, обнаруживая даже подобие хрупкости.

5. Рентгеноструктурный анализ показывает, что при температурах, не слишком превышающих температуру плавления, расположение частиц в жидкости не беспорядочно, а весьма сходно с существующим в твердом кристаллическом теле. Однако в отличие от кристаллических тел, обладающих дальним порядком, основной характеристикой структуры жидкости является ближний порядок.

Абсолютное большинство реальных металлических жидкостей - это взаимные растворы, или сплавы многих элементов, иначе говоря, многокомпонентные системы. При их изучении особое внимание уделяется степени микронеоднородности, под которой подразумеваются различия в структуре ближнего порядка отдельных микрообъемов жидкости.

Структура, состав и технологические параметры жидких сплавов определяют и основные их свойства: плотность, вязкость, смачиваемость, диффузионные и тепловые процессы.

Состав, свойства и, следовательно, качество металлических расплавов зависят от режимов плавки. Знание физико-химических основ процесса плавки литейных сплавов и умение правильно определить режимы плавки позволяют получить расплав с требуемыми свойствами.

Чтобы обеспечить высокое качество отливки необходимо знание физических процессов, происходящих при заливке и заполнении форм расплавом. Гидравлические процессы в литейной форме зависят от свойств, сплава и формы. Правильность расчетов всех полостей формы, скорости заполнения их расплавом зависит от точности выбора режимов работы каждого элемента в системе каналов и параметров физики течения расплава.

Физико-химические процессы, происходящие на границе "металл форма" определяют все основные дефекты в отливках. Умение управлять этими процессами, прогнозировать возможные виды взаимодействий позволяет литейщику разработать комплекс мер, обеспечивающих получение высококачественный литых изделий.

Структура и свойства металлических расплавов. Для получения качественного литейного сплава заданного химического состава с высоким уровнем литейных свойств требуется предварительное решение многих вопросов. Для этого необходимо правильно выбрать плавильный агрегат, который обеспечил бы оптимальный режим плавки при достаточной производительности. Следует предупреждать возможные загрязнения сплавов продуктами взаимодействия с атмосферой, материалами футеровки печи, флюсами. При необходимости важно выбрать наиболее эффективный способ легирования, рафинирования, модифицирования расплавов. Кроме того, требуется обеспечить условия, при которых потери металла на испарение, окисление, шлакообразование были бы минимальными.

Похожие статьи




Введение - Структура и свойства металлических расплавов

Предыдущая | Следующая