Затвердевание металлического расплава при внешних воздействиях
  2.3.1 Явление подавления потоков термогравитационной и развития потоков вынужденной конвекции

Как было рассмотрено в разд. 2.1, процесс затвердевания слитков и заготовок происходит в условиях некоторого направленного перемещения потоков расплава. Кроме развития в объеме жидкой ванны потоков естественной конвекции необходимо также принимать во внимание эффект перемешивания жидкости падающей струёй при заливке [117,118]. В целом естественное движение расплава обусловливает формирование в слитке и заготовке определенной группы макродефектов. Поэтому наложение внешних воздействий может способствовать повышению качества слитков и заготовок за счет подавления потоков естественной конвекции.

Влияние вибрации полости с жидкостью на конвективную устойчивость равновесия исследовалось в ряде работ [119-126]. Показано, что модуляция параметров вибрационного воздействия оказывает существенное влияние на условия возникновения тепловой конвекции в статическом гравитационном поле неизотермической жидкости. В зависимости от режимов воздействия и способа приложения вибрации возможны следующие эффекты: а) стабилизация термоконвекционных течений; б) разрушение термокавитационных потоков вплоть до их полного подавления; в) формирование новых конвективных потоков, как во всем объеме жидкой фазы, так и локализация отдельных объемов жидкой ванны.

Анализируя известные практические данные по исследованию эффекта перемешивания жидкости методами вибрационного воздействия, следует отметить, что во всех случаях отмечается возможность интенсивного перемешивания локальных объемов жидкости при сравнительно низкой интенсивности перемешивания всего объема в целом. При этом максимальная интенсивность перемешивания наблюдается либо у поверхности расплава (при наложении вибрации на расплав вместе с емкостью), либо в зоне, непосредственно прилегающей к источнику вибрации. Более широкие возможности по перемешиванию замкнутых объемов расплавов обеспечивает метод пульсационного перемешивания [110], который будет рассмотрен в последующих разделах диссертации. В целом практический интерес, с точки зрения повышения качества слитка или заготовки, представляет, в первую очередь, процесс подавление потоков термической конвекции и возможность формирования локальных зон с направленными конвективными потоками. Однако по мере затвердевания изменяются многие параметры жидкой фазы (скорость отвода тепла, вязкость расплава, геометрия ванны жидкой фазы и пр.), что, видимо, необходимо учитывать при назначении режимов воздействия.

  2.3.1 Явление подавления потоков термогравитационной и развития потоков вынужденной конвекции
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ