Введение к работе
Актуальность темы. Развитие металлургии связано с исследованием процессов структурообразования при кристаллизации конечного литьевого продукта, т.к. механические, прочностные и # другие физические свойства конкретного изделия напрямую зависят от его внутренней структуры.
Одним из прогрессивных методов получения литьевых изделий является процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), в котором вещества, участвуюияе в реакции, проходят через стадио полного или частичного плавления. Плавление, таким образом, отделяет стадио структзфообразования от волиЫ СВС и структура конечного продукта суиественным образом зависит от процессов кристаллизации. Экстремальные условия процесса (высокие температуры и давления, малые времена охлаждения) делают достаточно сложным экспериментальные исследования в этой области.
Теоретическое описание, создание математических моделей,, вычислительное моделирование позволяет глубже понять законы структурообразования при кристаллизации и необходимы для создания эффективных технологии получения материалов с заранее заданными свойствами.
'Цель работы. Качественное описание процессов формирования структуры кристаллизующейся бинарной системы эвтектического типа (т.о. описываемой эвтектической фазовой диаграммой) из двух резко различных фаз - металл (никель, титан, алюминий и т.д.) и тугоплавкая фаза (карбид, борид, окисел того яе или другого металла). Конечный поодукт кристаллизацииэвтектической .системы эаэвтектического состава представляет из себя матрицу с распределенными в ней зернами тугоплавкой фазы. Нахождение
распределения зерен тугоплавкой фазы по размерам являлось цель большинства поставленных задач.
Научная новизна. В работе развивается макрокинетически подход к процессам кристаллизации. Используя законы образования роста единичной структурной' составляющей (зерна при массово кристаллизации), с одной стороны и законы тепло- н массоперенос по всему рассматриваемому объему - с другой, удалось впервы описать эволюции микроструктуры. Ыакрокинетнческнй подход, отличие от других способов описания, дает возможност непосредственно ввести параметры формирующейся структури продукт в математические уравнения.
Впервые теоретически' решена задача структурообразования : нуль- и одномерном случаях. Впервые исследован волновой характе; процесса массовой кристаллизации. ' Показана возможности существования качественно различных типов распределения прі взаимодействии волны СВС и кристаллизационной волны.
Исследовано воздействие на распределение кішетических і тепловых факторов. При исследовании формирования структурі показано, что наиболее важным параметром, влияющим ііі качественный ' вид распределения, является интерва. метастабильности (порог нуклеацнн).
Разработаны алгоритмы непосредственного компьютерного моде' лирования, адекватные реальным процессам структурообразования.
Разработана простая методика определения - кинетически: констант зародышеобраэования и роста, с использованием котороі были впервые сделаны оценки соответствующих констант для имеюще! большую практическую важность системы тіс-Ш.
Практическая ц&шость. Результаты работы могут был использованы при разработке технологий получения материалов < і
зрапеэ заданными свойствами как методами СВС, так и обычными-эталяургпческшм (литьевыми), методами.
Созданные алгоритмы перехода от пространственной структури -к ІОСКОСТІЮІ1 (шлиф) могут быть использованы в металлографии.
Апробация работы. 1,'атериалы исследований докладывались на іждународної! школє-семшгаре "Реофизика и теплофизика перавно-ісиьк систем", Мішск-1001; Первом межународном симпозиуме по ІС, Агма-Ата-1991; и.ттоЯ научно-технической' конференции їасяедственпость в литій сплавах", Саизра-1993,- Второй казду-:родном симпозиуме по СВС, Gonolulu - 1993; а также на кси-репциях и семинарах в Институте структурной" макрокинетики РАН.
Публикации. По материалом исследований имеется 9 публикация.
Объем и структура работы. Диссертация содержит і2В стр. гашопнепого текста, 46 рисунков, 5 таблиц и список литературы 29 наименований отечественных и зарубежных авторов). Состоит из едения, б глав, выводов и списка литературы.
