Аннотация
Целью исследования является теоретическое обоснование процесса образования зародышей кристаллитов в жидком чугуне. Для решения поставленной задачи авторами рассматривается образование некоторого объема V0 жидкости как результат действия принципа стационарности энергии этого объёма. Выдвинута флуктуационная гипотеза: области ближнего порядка образуются в объёме жидкости (металлического расплава) за счет флуктуаций температуры, и температура области ближнего порядка есть в течение времени кристаллизации флуктуация температуры вблизи нуля по шкале Кельвина. После образования области ближнего порядка происходит выравнивание температуры области и жидкости. Исследования проведены для вещества в жидком состоянии, в частности для чугуна в парамагнитном состоянии при температуре плавления. Приведен аналитический вывод значения флуктуации температуры. Определена средняя флуктуация температуры расплава и количество атомов в области ближнего порядка для чугуна. Получены выражения для определения среднего количества атомов в области ближнего порядка для кристаллизующегося чугуна. Для получения закономерности использованы методы статистической физики, теории вероятности и математической статистики. Определена добавочная энергия при импульсном воздействии магнитного поля на расплав. Результаты исследования показали, что области ближнего порядка содержат достаточно большое количество атомов для того, чтобы взаимодействие с импульсным магнитным полем приводило к увеличению числа зародышей кристаллов и уменьшению их размеров. Полученные результаты применимы для принятия решений по проведению технологических мероприятий, направленных на получение однородной структуры металлов, в частности в черной и цветной металлургии.
Ключевые слова
Математическая модель флуктуации, кристаллизация металлических расплавов, импульсное магнитное поле, область ближнего порядка, энергия теплового движения.
1. Yajchikov I.M., Devyatov D.Kh., Logunova O.S., Portnova I.V. Investigating the macrokinetics of the process of metal reduction from its oxides with the use of the pulsing plasma jets // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenij. Chernaya Metallurgiya. 2002. № 7. P. 17-19.
2. Kolokoltsev V.M., Vdovin K.N., Mayorova T.V., Ponomareva O.S. Ecological indicators in the system of non-financial reporting at industrial enterprises // CIS Iron and Steel Review. 2017. doi: 10.17580/cisisr.2017.01.01
3. Vdovin K.N., Pivovarova K.G., Lisovskaya M.A. The Use of Thermal Analysis to Study the Structure and Properties of Roll Steels // Metal Science and Heat Treatment. 2014. № 6. P. 22-25.
4. Chukin M., Polyakova M., Gulin A., Nikitenko O. The possibility of manufacturing long-length metal products with ultra-fine grain structure by combination of strain effects // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 685. P. 487-491. doi: 10,4028 / www.scientific.net / KEM.685.487.
5. Аркулис М.Б., Велюс Л.М., Савченко. Ю.И. К вопросу управления процессом кристаллизации чугуна импульсным магнитным полем // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 3. С. 66-68.
6. Petrik M.V., Gorbatov O.I., Gornostyrev Yu.N. Role of Magnetism in the Formation of a ShortRange Orderin an Fe-Ga Alloy // JETP Letters. 2013. Vol. 98. No. 12. P. 809-812.
7. Petrik M.V., Gorbatov O.I. and Gornostyrev Yu.N. Effect of Magnetism on the Solution Energy of 3p(Al, Si) and 4p(Ga, Ge) Elements in Iron // The Physics of Metals and Metallography. 2013. Vol. 114. No. 11. P. 885-892.
8. Левич В.Г. Курс теоретической физики. М.: Наука, 1969. Т. 1. С. 582-588.
9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Гостехиздат, 1951. С. 372.
10. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985. 512 с.
11. Черников Д.Г. Разработка физического способа модифицирования литейных алюминиевых сплавов магнитно-импульсной обработкой // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». 2009. Вып. № 2-3/274(560). С. 87-92.
12. О магнитно-импульсной обработке расплава силумина АК9Т / Глущенков В.А., Гречников Ф.В., Иголкин А.Ю., Никитин В.И., Никитин К.В. // Литейное производство. 2011. № 9. С. 8-11.
13. Левин М.Н., Постников В.В., Матвеев Н.Н. Влияние импульсной магнитной обработки на кристаллизацию гибкоцепных полимеров // Высокомолекулярное соединение А. 2003. Т.45. № 2. С. 217-223.
14. Воздействие слабых импульсных магнитных полей на модифицированную древесину / Постников В.В., Левин М.Н., Матвеев Н.Н., Скориданов Р.В., Камалова Н.С., Шамаев В.А. // Письма в журнал технической физики. 2005. Т. 31. Вып. 9. С. 14-19.
15. Алексеенко В.И. Возможности влияния импульсного магнитного поля на структурные состояния в оксидном стекле // Журнал технической физики. 1998. Т. 68. № 10. С. 50-54.
16. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. 360 с.
- Подробности
- Просмотров: 1675