Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини

Анотація

Найбільш ефективним методом дослідження динаміки твердіння різного роду злитків є фізичне моделювання. Створено фізичну модель, що імітує поперечний переріз безперервнолитої заготовки. Представлено результати фізичного моделювання процесу твердіння безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини. Відображено особливості формування кристалічної структури безперервнолитої сортової заготовки в процесі примусового перемішування її рідкої серцевини магнітним полем на різних етапах твердіння. В результаті проведених експериментальних досліджень було встановлено, що в процесі примусового перемішування рідкої серцевини при взаємодії потоку розплаву з фронтом твердіння швидкість росту гілок дендритів першого порядку знижується на 50–90 %, а швидкість росту гілок другого порядку збільшується в порівнянні зі спокійним станом ванни на 20–90 %. При цьому найбільші значення збільшення швидкості росту спостерігаються у дендритів, вторинні гілки яких ростуть в напрямку, протилежному руху потоку рідини. Переважний розвиток гілок другого порядку дендритів кристалів в цьому випадку дозволяє заповнити обсяги рідини в міжкристалічному просторі і збільшити щільність твердої оболонки. Показано, що вершини стовпчастих кристалів, які виступають за фронт твердіння, відламуються, осколки дендритів потрапляють в рідку ванну, а самі кристали деформуються, при зіткненні з рівновісними кристалами, що рухаються. При цьому лінія фронту твердіння вирівнюється, а кристалічна структура, що формується, ущільняється. Наявність частинок твердої фази перед фронтом твердіння в зоні росту стовпчастих кристалів, в свою чергу, за певних умов сприяє прискоренню переходу від зони стовпчастих до зони рівновісних кристалів.