Состав для моделирования процессов кристаллизации сплавов Советский патент 1975 года по МПК G01N33/20 

1

Изобретение относится к .металлургии и литейному производству и МОжет быть .использовано для моделирования процессов кристаллизации сплавов.

Известен состав для моделирования процессов кристаллизации металлических расплавов с использованием прозрачных жидкостей, например жидкого салола, позволяющего наблюдать и фотографировать процесс. Однако известный состав не может быть эффективно использован для изучения двухкомпонентных сплавав.

Применение салола наиболее полно обеспечивает требования физического моделирования при изучении процессов кристаллизации чистых металлов, в которых явления перераспределения гфимесей и легирующих элементов не Получают развитие. Из-за различИЙ в растворимости примеси в жидкой И твердой фазах (например серы в железе) в процессе кристаллизации сплава у межфазной границы раздела образуются обога.щенные лримесью слои расплава, влияющие на хар актер кристаллизации сплава и развитие химической неоднородности слитков и отливок. Примес оказывают рещающее влияние также на возможность образования различного рода несовершенств кристаллов, которые сильно сказываются на ря.де физических и механических свойств сплава. Налич.ием примесей олределяется степень развития столбчатых и равноосных структур в слитках, появление в них межкристаллитных ликвационных прослоек и таких наиболее опасных дефектов макроструктуры, как внеосевая и осевая химические неоднородности. Следовательно, при проведении исследований процессов кристаллизации сплавов необходимым я-вляется выбор такого состава вещества для физического моделирования, составляюЩИе которого позволяли бы вести .непосредственное наблюдение за кинетикой кристаллизации сплава и поведением растворимых примесей в кристаллизующихся слитках и отливках.

Для возможности изучения массообменных процессов в кристаллизующемся сплаве предлагаемый состав для моделирования .процессов кристаллизации сплавов дополнительно содержит азобензол при следующем соотнощении компонентов (в вес. %):

Салол55-99,98

АзобензолОстальное.

Применение указанного состава для моделирования процессов кристаллизации сплавов позволяет изучать путем физического моделирования на прозрачных моделях процессы заполняемости литейных форм сплавом, закономерности структурообразовапия и ловедения растворимых пр.имесей и легирующих элементов в слитках и отливках в зависимости

от условий разливки и кристаллизации сплавов, исследовать механизм образования р азличных иеметаллических включений, дендритной и зональной неоднородлостей в слитках из стали и сплавов, природу и механизм образования в них мест нарушения оплошности металла и др.

Например, использование описываемого состава при изучении механизма массопереноса растворимых примесей ъ тве рдожидкой двухфазной зоне позволяет установить, что повышение скорости капиллярного массопереноса примесей в указанной зоне кристаллизующихся стальных слитков и отливок связано с вращением и перекатыванием по поверхности межкристаллитных каналов образующихся шаровидных ликватов с меньшей плотностью, способствующих прогрессивному возрастанию их объема и скорости пе ремещения в расплаве. Применение в составе для моделирования процессов кристаллизации сплавов, включающем салол, азобензола, имеющего характерную оранжево-красную окраску, дает возможность установить, что местом преимущественного образования шаровидных частиц лимвата .в .межкристаллитных пространствах

являются стыки ветвей первого порядка. Зарождение таких частиц в указанных местах происходит путем отрыва части ликвата от основной его массы, располагаемой «а стыках

ветвей, причем в процессе роста кристаллов в этих местах происходит -формирование вытянутых ликвационных прослоек. Моделированием на прозрачных моделях также установлено, что более полное отделение ликватов и

улучшение структуры сплава в результате сглаживания межкристаллитных ликвационных прослоек, обогащенных примесями, происходит, в частности, ;под влиянием повышения скорости .вращения расплава вдоль фронта кристаллизации.

Предмет изобретения

Состав для моделирования процессов кристаллизации сплавов, включающий салол, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изучения массообменных процессов в кристаллизующемся сплаве, состав дополнительно содержит азобензол при следующем соотношении компонентов (в вес. %): Салол55-99,98

АзобензолОстальное.