Some features of politerms viscosity industrial melts: anomaly, hysteresis, the critical temperature

Abstract

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛИТЕРМ ВЯЗКОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСПЛАВОВ: АНОМАЛИИ, ГИСТЕРЕЗИС, КРИТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫПредставлены виды политерм кинематической вязкости промышленных сталей и условия их появления в эксперименте. Показано, что нагрев расплава выше критической температуры приводит к ветвлению политерм. Политермы свойств многокомпонентных расплавов резко отли-чаются от политерм чистых металлов. Они почти никогда не бывают монотонными, а тем более линейными. Для каждой марки сплава температурные зависимости свойств имеют собственный характерный вид с особенностями, вызванными составом, исходными материалами и специфи-кой производства. Приведены температуры аномальных участков температурных зависимостей кинематической вязкости и критические температуры. Выявлена существенная роль углерода в формировании структуры не только твердого, но и жидкого состояния. Показана роль основных легирующих элементов. Среди основных легирующих элементов особо выделяется хром, ока-зывающий неоднозначное влияние на вид политерм вязкости в зависимости от содержания угле-рода в стали. Увеличение концентрации хрома в низко-и среднеуглеродистых сталях приводит к исчезновению аномалии на политерме нагрева, а в высокоуглеродистых сталях, наоборот, к более яркому ее проявлению. Это можно объяснить тем, что хром в низко-и среднеуглеро-дистых сталях проявляет себя в основном как элемент, который легирует матрицу и способству-ет перестройке ее решетки в ОЦК-структуру. При более высоком содержании углерода в стали хром уже выступает в качестве основного карбидообразующего элемента. Для некоторых сталей и сплавов, например с большим содержанием марганца, наблюдается отрицательный гистерезис вязкости, т.е. ветвь охлаждения находится ниже ветви нагрева. Изучено влияние кислорода и азота на характер температурных зависимостей вязкости. Так, при повышении концентрации этих элементов критическая температура сдвигается в область более высоких значений. Пред-ставленная технология термовременной подготовки расплава чугуна повышает эффективность модифицирования и позволяет экономить модификаторы.Ключевые слова: политерма, кинематическая вязкость, аномалия, перегиб, немоно-тонность, критическая температура, равновесное состояние, термовременная подготовка, со-став шихты, модификатор, структура.