Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Особливості початкового етапу взаємодії компонентів стопу Cu–Fe під час топлення в індукційній тиґельній печі

О. В. Ноговіцин, В. О. Середенко, О. В. Середенко, І. Р. Баранов, В. П. Школяренко

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна

Отримано: 04.08.2022; остаточний варіант - 16.08.2022. Завантажити: PDF

Досліджено особливості початкового періоду взаємодії добавки (1% мас.) заліза з мідним розтопом за індукційного топлення. Встановлено вплив характеристик добавки відносно рідкої міді (структури, температурних залежностей густини, питомого електроопору, магнетної проникности) на початковому етапі її розчинення за топлення в печі з графітовим тиґлем і ламінарного руху розтопу та рівномірного підйому температури від 1,07 до 1,29 температури топлення міді. Встановлено, що за перші 30 с контакту добавки (маса — 8 г, температура — 293 К) з рідкою (1448 К) міддю виникли рідкі фази, які не змішувалися з нею та збереглися до кінця (30 хв.) топлення. Розчинення Fe відбувалось у змішаному режимі (кінетичний і дифузійний йшли паралельно). Одразу після контакту Fe з Cu теплопередачею від розтопу та дією високочастотного (44 кГц) електромагнетного поля нагрівався дуже тонкий (до 5105 м) поверхневий шар феромагнетного заліза. Перегрів вище точки Кюрі зменшував інтенсивність впливу поля на поверхневий шар, але концентрована дія поля підтримувалася розвитком електровихрових течій біля поверхні добавки. Підняття температури до 1643 К інтенсифікувало розчинення та розповсюдження рідких і твердих мікрооб’ємів у розтопі та насичення його киснем. Згідно з одержаними результатами сприятливим діяпазоном топлення є 1523–1623 К через визначення оптимального перемішування розтопу. Формування мікроемульсійних, суспензійних або біметалевих структур може реалізуватися у зливках спеціяльними технологічними прийомами.

Ключові слова: стоп Cu–Fe, індукційне топлення, взаємодія компонентів, початковий етап, структура.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i11/1551.html

PACS: 61.25.Mv, 61.72.Mm, 71.20.Lp, 81.30.Fb, 96.12.Hg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. P. Wang, X. J. Liu, M. Jiang, I. Ohnuma, R. Kainuma, and K. Ishida, J. Phys. Chem. Solids, 66, Iss. 2–4: 256 (2005). Crossref
  2. X. Dai, M. Xie, S. Zhou, C. Wang, M. Gu, J. Yang, and Z. Li, J. Alloys Comp., 740: 194 (2018). Crossref
  3. X. Luo, D. Yuan, H. Wang, H. Chen, X. Peng, X. Bao, J. Han, H. Huang, and B. Yang, J. Magnetism Magnetic Mater., 556: 15 (2022). Crossref
  4. K. M. Liu, D. P. Lu, H. T. Zhou, Z. B. Chen, A. Atrens, and L. Lu., Mater. Sci. Eng. A, 584: 114 (2013). Crossref
  5. K. Liu, X. Sheng, Q. Li, M. Zhang, N. Han, G. He, J. Zou, W. Chen, and A. Atrens, Materials, 13: 3464 (2020). Crossref
  6. S. Liu, J. Jie, Z. Guo, G. Yin, I. Wang, and T. Li., J. Alloys Comp., 742: 99 (2018). Crossref
  7. J. D. Verhoeven, S. C. Chen, and E. D. Gibson, J. Mater. Sci., 24, Iss. 5: 1748 (1989). Crossref
  8. S. P. Wang, X. J. Liu, I. Ohnuma, R. Kainuma, and K. Ishida, JPE DAV Section I: Basic and Appl. Res., 25: 320 (2004). Crossref
  9. Б. А. Кириевский, Процессы литья, № 2: 10 (2005).
  10. X. Y. Lu, C. D. Cao, and B. Wei, Mater. Sci. Eng. A, 313, Iss. 1: 198 (2001). Crossref
  11. Д. Р. Вилсон, Структура жидких металлов и сплавов (Москва: Металлургия: 1972).
  12. R. Shi, Y. Wang, and D. Wheller, Acta Mater., 61: 1229 (2013). Crossref
  13. Y. Chen, F. Liu, G. Yang, X. Q. Xu, and Y. H. Zhou, J. Alloys Comp., 1–2: 427 (2006). Crossref
  14. J. Zhang, X. Cui, and Y. Wang, Int. J. Cast Met. Res., 31, Iss. 2: 87 (2018). Crossref
  15. В. М. Мальцев, Т. А. Барсукова, Ф. А. Борин, Металлография цветных металлов и сплавов (Москва: Металлургиздат: 1960).
  16. Н. Н. Фомин, С. С. Затуловский, Электрические печи и установки индукционного нагрева (Москва: Металлургия: 1979).
  17. Ю. М. Гельфгат, О. А. Лиелаусис, Е. В. Щербинин, Жидкий металл под воздействием электромагнитных сил (Рига: Зинатне: 1975).
  18. М. Н. Сосненко, Современные литейные формы (Москва: Машиностроение: 1967).