CC BY
43
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Если выращивание эпоксидного полимера методом направленной полимеризации происходит из не-стехиометрической смеси компонент, то наблюдается эффект выдавливания, химически несвязанных молекул, из твердеющего объема в жидкий. Установка для направленного выращивания полимеров является близким аналогом установки для выращивания кристаллов по методу Стокбаргера-Бриджмена [2], а наблюдаемый эффект выдавливания дефектов структуры, вероятно, имеет такую же природу.
В известном методе фронтальной полимеризации [3] образец изначально находится в изотропном температурном поле, а градиент температуры образуется за счет экзотермической реакции. В результате происходит распространение фронта полимеризации.
В предлагаемом методе направленной полимеризации образец постепенно нагревается, посредством прохождения через градиентное температурное поле, которое изначально создается нагревателем, а выделение тепла в пограничном слое при полимеризации может только лишь усиливать температурный градиент. В данных условиях выделение тепла при химической реакции в пограничном слое недостаточно для самораспространения фронта полимеризации. Это
подтверждается контрольными вскрытиями контейнеров в процессе полимеризации и определением положения границы между полимером и смесью. Скорость движения пограничного слоя совпадает со скоростью движения контейнера. Представленный метод направленной полимеризации позволяет выращивать полимеры, в которых тепловая энергия, выделяемая за счет протекания реакции недостаточна для самораспространения фронта полимеризации.
Библиографические ссылки
1. Пат. 2444529 Российская Федерация, МПК С08Б2/01, Устройство для направленной полимеризации /Шестаков Н. П., Иваненко А. А., Шабанов В. Ф., Наумкин Н. С., Бурова О. В., Шестаков А. Б. № 2010129139/04; 13.07.2010; утв. 10.03.2012, Бюл. № 7.
2. Чернов А. А. и др. Современная кристаллография. Т. 3. Образование кристаллов. М. : Наука, 1980.
3. Чечило Н. М., Хвиливицкий Р. Я., Ениколопян Н. С. ДАН. Т. 204. 1180 (1972).
© Наумкин Н. С., Шестаков А. Б., Иваненко А. А.,
Пшеничная А. А., 2012
УДК 669.189
Ю. А. Панченкова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет), Самара
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДИСПЕРСНОСТЬ ДЕНДРИТНЫХ СТРУКТУР СТАЛЕЙ
Степень дисперсности в структуре дендритных кристаллов конструкционных сталей зависит от воздействия двух основных факторов: кинетического (режимов охлаждения) и термодинамического (условий формирования дендритов). С целью исследования влияния указанных факторов на параметры кристаллизации, определяющие дисперсность дендритных структур сталей, проведем исследование влияния количественных показателей двух составляющих с целью получения эмпирических и аналитических выражений для оценки состояния структуры.
Установлено, что зависимость дисперсности дендритных кристаллов от скорости охлаждения уохл при кристаллизации большинства сплавов выражается с помощью формализованного уравнения
X = а/упохл, (1)
где X - расстояние между ветвями второго порядка (дендритный параметр); а и п - коэффициенты, определяющие параметры дендритов при кристаллизации, где п = 1/2 - 1/3, а - характерный показатель дендритного строения в зависимости от вида сплава.
В уравнении (1) дендритный параметр 1 представляет собой аддитивную величину, отражающую воздействие двух переменных: кинетической (скорость охлаждения) и термодинамической (степень огрубления дендритов). Выделение в зависимости (1) кинетической и термодинамической составляющих проведем для выявления и реализации новых возможностей воздействия на структуру железоуглеродистых спла-
вов в рамках известной триады состав - структура -свойства.
Для выявления степени огрубления дендритов в углеродистых сталях и чугуне эффективен метод, основанный на сопоставлении в литых образцах дендритных параметров кристаллов в зонах прерванной (Х1) и штатной (Х2) кристаллизации. При этом отношение Х2А,1 определяется величиной степени огрубления дендритов
Согруб =Х 2/ V (2)
Для получения реальной структуры зоны разрушения и оценки влияния на процесс разрушения дендритной структуры темплеты надрезали в радиальном направлении и доламывали так, чтобы поверхность разрушения пересекала зону усадочных дефектов. Исследование одной половины темплета по вырезанному из него образцу проводилось по анализу параметров дендритов в усадочных полостях на сканирующем
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
Изменение параметров
Сплав Дендритные параметры, яки с агр!«
Доверительный интервал <1*
' Сталь 20Л 27 +1,5 41 124 • 3,05
Сталь 45Л1 29 ±1,8 44 91 2,06
Серый чугун СЧ20 28 ±1,8 42 43 1,03
'Доверительный интервал для расечитан при уровне достоверности р = 0,99.
Изменение дисперсности дендритных структур в отливках в дендри-тах под воздействием зависимости от состава сплавов Ее-С высоких скоростей охлаждения в гранулах стали (1) и чугуна (2)
микроскопе, а вторую использовали для приготовления металлографических шлифов в плоскостях, перпендикулярных поверхности разрушения.
Анализ полученных с помощью сканирующего микроскопа микрофрактограмм поверхностей разрушения стальных и чугунных темплетов показал (рис. 1), что независимо от химического состава сплавов различие дендритных параметров и dгр (толщины дендритных ветвей) в усадочных полостях образцов одинакового диаметра для всех сплавов практически незначительно.
Полученные результаты с помощью количественной металлографии дендритных структур подтверждают практически одинаковую толщину дендритных ветвей в образцах всех исследуемых сплавов, равенство дендритных параметров Х1 и пути измельчения дендритной структуры за счет высоких скоростей охлаждения.
Дальнейшее развитие подходов к исследованию влияния кинетической и термодинамической составляющих на степень дисперсности кристаллографической структуры обеспечивает достаточную информативность теоретических и практических составляющих методов регулирования дисперсности дендритных структур.
Библиографические ссылки
1. Самойлович Ю. А., Кулеевский С. А., Горяинов В. А., Кабаков З. И. Тепловые процессы при непрерывном литье стали. М.: Металлургия, 1982. 152 с.
2. Рутес В. С., Аскольдов В. И., Евтеев Д. П. Теория непрерывной разливки. М. : Металлургия, 1971. 296 с.
© Панченкова Ю. А., 2012
