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连铸钢水质量控制.ppt

发布:2024-03-28约5.41千字共43页下载文档
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?如图,ΔG总随变化曲线有一最高值。相当于曲线最高值对应的r就是晶核的临界尺寸以rc来表示。?当能量涨落,晶坯可能达到临界尺寸时,晶核才可能出现,结晶才会开始。否则,即使液体有了过冷度,也不会进行结晶。3.过冷与形核第31页,共43页,2024年2月25日,星期天rc的大小可按照求最大值的方法对上式求解:3.过冷与形核令可得:另外即得到:第32页,共43页,2024年2月25日,星期天3.过冷与形核可以看出,过冷度越大,rc越小。另一方面,ΔT越大,最大尺寸的晶坯尺寸r’也越大。第33页,共43页,2024年2月25日,星期天二者结合,得到两曲线的交叉点NΔT*即为亚稳极限过冷度。ΔTΔT*时,r’rc,难于成核ΔT=ΔT*时,r’=rc,正好达到成核要求,结晶开始ΔTΔT*时,r’rc,结晶稳定进行ΔT越大,晶核形成速率越大,但形核也需要子的跳动。ΔT太大时,原子的活动能力太弱,反而利于形核。所以,晶核的形成速率和ΔT具有比较复杂的关系。3.过冷与形核第34页,共43页,2024年2月25日,星期天代入:将:得到:ΔGc为晶核的形成功,或形核功。依靠系统的能量涨落来提供,与ΔT成反比,ΔT越大,ΔGc越小,越有利于形核。3.过冷与形核第35页,共43页,2024年2月25日,星期天根据结构起伏理论,液相中存在着大量的准固态原子集团,这些原子集团是时聚时散的,但当过冷液相中半径为rc的原子集团获得一个新的原子后将变成稳定的晶体。均质形核速率:单位时间单位体积液相形成的晶核数目。3.过冷与形核第36页,共43页,2024年2月25日,星期天均质形核速率:N—单位体积液相中的原子总数;k—玻耳兹曼常数;h—普朗特常数;a—晶核形状因子,对于球形晶核ΔGA—原子跃迁穿透液固界面的激活能;ΔGV—体积变化自由能;I—形核速率,为单位时间、单位体积液相中形成的晶核数目。3.过冷与形核第37页,共43页,2024年2月25日,星期天对非均质形核而言:?正常情况下,均质形核很少见,在许多情下,形核依赖于液相中的固相质点表面和各种界面进行,发生异相形核。?并非所有固相质点表面都能使新相形核,必须以金属新相能够浸润质点表面为前提。3.过冷与形核第38页,共43页,2024年2月25日,星期天为便于分析,假设作为生核衬底的质点表面为平面,在其表面形成球面的固相。3.过冷与形核第39页,共43页,2024年2月25日,星期天界面张力平衡关系为:?要想形核稳定,晶坯周界必须稳定?晶坯周界稳定的前提是:σLS—液相与杂质间的界面张力σSC—杂质与晶体间的界面张力σLC—液相与晶体间的界面张力θ—润湿角(新相与质点衬底间)3.过冷与形核第40页,共43页,2024年2月25日,星期天非均质形核非均质形核速率式中:3.过冷与形核第41页,共43页,2024年2月25日,星期天形核的影响因素:?形核温度。对于给定合金,当过冷度大于某一值时,形核速率随温度的降低而迅速增大。润湿角增大,形核速率随之减小。?形核时间。由于晶核的数量是形核速率对时间的积分,因此,形核时间越长,晶核数量增加。?形核衬底的数量。在异相形核中,形核是在外来质点表面进行的,形核衬底的数量决定了形核的数量。3.过冷与形核第42页,共43页,2024年2月25日,星期天*感谢大家观看第43页,共43页,2024年2月25日,星期天L/O/G/O关于连铸钢水质量控制要想使连铸生产稳定高效地进行,并且保证铸坯质量,首先要准备好成分、温度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水。这里重点介绍钢水温度的要求。另外,炼钢工序和连铸工序要紧密配合,步调一致。第2页,共43页,2024年2月25日,星期天第一节

钢水温度控制第3页,共43页,2024年2月25日,星期天1.液体与固体物质的三种存在形态:固体、液体、气体?固体:能够抵抗来自外部的剪切力,能够自己保持其原有形状。在晶体物质的结构中,原子在空间上是按规则的几何形状排列的,远程有序。?气体:原子或分子在空间上的排列是无序的。PV=RT第4页,共43页,2024年2月25日,星期天1.液体与

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