Файл: Сергеев, А. Б. Вакуумный дуговой переплав конструкционной стали.pdf

G

что

изменением

тем пературного

градиента

показы вает,

и м ож н о

при

пони­

женном

скорости

обеспечить

м еньш ую

продолж ительность

в

пребы вания

м еталла

д в ухф азн ом

состоянии.

Э то

о к аж ет ся

сущ ест ­

венным при соп остав ­

лении дендритной стр у ­

0,0t

0,05О,Г

0,1

1

2 45 102040

ктуры

слитков,

полу ­

Температурныйградиент, °С/мм

ченны х

разны ми

м ето­

Р и с .

*16. В л и я н и е

т е м п е р а т у р н о г о

г р а ­

дам и .

вы р аж е ­

Р азд ел и в

д и ен та н а

ф р о н т е

з а т в е р д е в а н и я и

л и ­

ние (39) па (35), полу­

н ей н ой ск о р о ст и р о с т а н а п р о д о л ж и ­

т е л ь н о ст ь

п р е б ы в а н и я

м е т а л л а в д в у х ­

чим

ф ор м улу для опре­

ф а з н олми нсое йстон а яя н исик о р(оцситфьр, ым му/мкирни)в ы х —

деления продолж и тель­

ности

кристаллизации

м еталл а :

(tu

tK)

1п

а*

т к р —

—

0„

(43)

В ы р аж ен и е

(GK — GH)2

(43)

по аналогии с

(40), мож но п редста­

вить в виде

Т'кр ~

/ПХ

\ (/„ —

tK)-

(44)

И з

этой

( 1 - Х ) 3І

ф ормулы

следует, что продолж ительность

кристаллизации

ещ е

в

больш ей

степени, чем ш ирина

д в ухф азн ой

области , зависит

от

интенсивности отвода

тепла и от интервала затвердевания. В

то ж е время под ­

вод тепла в дв ухф азн ую

),

%

область влияет на бткр отню дь не

однозначно .

К а к видно

из рис.

44

(кривая

с ростом

п арам етр

р=

іп х

дости гая

м иним у­

( 1 - Х ) 2сн ачала убы вает,

ма при х = 0 ,2 8 5 ,

а затем быстро увеличивается .

кр и стал ­

А н алоги чн о меняется и продолж ительность

л и зац ии ,

т.

е.

ес

сокращ ение

вследствие

подвода тепла

возм ож но лиш ь в том

сл учае , когда доля этого тепла в

общ ем

теплоотводе

не

превы ш ает

28,5 % .

С

учетом

х а ­

рактера

функции р

и

м

е ю

щ е

й

довольно

пологий

х

зации во зр астает по2.левой ветви, соответствую щ ей этому

п ар ам етр у

кривой

У

края ,

наоборот

увеличивается

(об н ар уж и в а ем ая при

этом

в

ряде

случаев

остановка

ф ронта затвердевания свидетельствует, что

=-1),

и в о з­

растание

п р о д о л ж и ­

тельности кр и стал ­

лизации

описы вает­

ся

правой

ветвью

той ж е кривой .

С л ед у ет отметить

т а к ж е ,

что

и

при

крайне

м едленном

наплавлении

слитка

с

поддерж анием

очень м елкой

ванны

в осевой зоне возм о ­

I,

ж ен

переход

на

п р а ­

Р и с .

47.

В л и я н и е

си л ы

т о к а

па п р о т я ж е н ­

вую

ветвь:

в р езул ь ­

тате того,

что ум ень­

н о ст ь

д в у х ф а з н о й

о б л а с т и ( з а ш т р и х о в а н ­

шение линейной ск о ­

н ая

зо н а ) в сл и т к е В Д П

( / і< / з < / з )

рости не ком пенси ­

протяж енности

двухф азн ой

зоны ,

руется

сокращ ением

продолж ительность

кристаллизации

м ож ет

оказаться

вы ш е, чем при более высокой силе тока.

Т аки м

о бр азо м , в тех сл у ч ая х , когда для обеспечения

требуем ого качества

м еталла

необходимо

создавать н а ­

иболее

благоприятны е

условия затвердевания, процесс

В Д П

следует

вести

при относительно низкой

опти м аль ­

8— 995

113

ростыо наплавления слитка:

фронт перем ещ ается

зам е т ­

но м едленнее, чем при более вы сокой силе

то ка ,

когда

ум еньш ается или полностью

исчезает торм озящ ее дей ст ­

вие теплового потока

qa.

такой сл у ч ай ,

когда

тепло ­

М ож н о

представить себе

вые потоки

на гр ан и цах двухф азн ой зоны

н аход ятся в

ной форм е это м ож ет быть

осущ ествлено

при

плавке с

иерасходуем ы м электродом .

П р и этом фронт зат в ер д ев а ­

ния долж ен оставаться на

месте до тех

пор,

пока не

б у ­

дет сниж ен тем или иным способом тепловой

поток

q„.

по­

П ри плавке с иерасходуем ы м электродом

его

м ож н о

низить путем

уменьш ения

мощ ности дуги ,

а

в

услови ях

непрерывного

наплавления

тенденция

к

сни ж ению

qu

чению за счет этого ее глубины п сниж ению

тем п ер атур ­

ного градиента на фронте кристаллизации .

qn,

бл и з­

С л едовательн о , при

повы ш енны х значениях

ких к

q

соответствую щ их

у ч а ­

K, фронт затвердевания на

стк ах

перем ещ ается лиш ь по мере

плавления электрода

и поступления ж и дкого

м еталла

в ванну.

Э то т аспект

взаим освязи плавления

и затвердевания

засл у ж и в ае т ,

на наш взгляд , дополнительного

рассм отр ения , в

ходе

ны м еж д у собой ,

по равны ли т ак ж е

и мгновенны е

их

значения? П р авом ер н ость

постановки

этих

вопросов

о с ­

новы вается п реж де всего

на

принципиальном

различии

природы д в ух процессов.

Н епреры вны й

подвод

энергии к р асхо д у ем о м у элект ­

роду

ведет к столь ж е

непреры вном у

его

оплавлению .

В р я д

ли м ож но

о ж и д ать ,

наприм ер , что в

какой -то

м о ­

мент времени часть энергии, до этого

затр ачи ваем ой

на

плавление, пойдет на дополнительны й

перегрев

м етал л а .

Д а и

сравнительно вы сокая

частота

падения

капель в

ж и д кую ванну (примерно

одна капля

в секунду) т ак ж е

позволяет считать процесс плавления непреры вны м .

И н ач е обстоит дело

в

сл у ч ае затвердеван и я. Н еп р е ­

рывный отвод тепла в зависим ости от услови й

на гр ан и ­

це р азд ела ф аз

(содер ж ан и я

примесей в

пограничном

слое,

определяю щ его равновесную тем п ер атур у началц