Скоростью плавления

Растяжение проволоки из нержавеющей стали типа 18-8 в кипящем водном растворе хлорида магния с высокой скоростью пластической деформации (100% в минуту) показало увеличение плотности анодного тока более чем в 10* раз по сравнению с недеформируемым металлом. При этом линейная зависимость ^механо; химического эффекта (в динамическом режиме) ^от^скорости^ пла-стлческой деформации наблюдалась и при неперемещиваемом ^ электролите, и при потоке электролита со скоростью 40 см/с [58].

Растяжение проволоки из нержавеющей стали типа 18-8 в кипящем водном растворе хлорида магния с высокой скоростью пластической деформации (100%/мин) показало увеличение плотности анодного тока более чем в 104 раз по сравнению с недеформируемым металлом. При этом линейная зависимость механохимиче-ского эффекта (в динамическом режиме) от скорости пластической деформации наблюдалась и при неперемешиваемом электролите* и при потоке электролита со скоростью 40 см/с [64].

испытании постоянной скоростью пластической деформации е„=const)

функции F(a, ЕЙ, еэ)=0, если структурное состояние может быть определено величиной эквивалентной деформации еэ, зависящей от пути нагружения и величины пластической деформации ЕП, а мгновенные условия нагружения — скоростью пластической деформации sn.

Принимая, что сопротивление деформированию определяется мгновенным состоянием материала и мгновенными условиями нагружения, и используя уравнения состояния (3.5), предполагаем, что состояние материала полностью определяется величиной пластической деформации гп, а режим мгновенного нагружения — скоростью пластической деформации еп.

Согласно гипотезе упрочнения предполагается существование постоянной зависимости между пластической деформацией гпл, скоростью пластической деформации гпл и напряжением а:

Согласно гипотезе течения предполагается существование постоянной зависимости между скоростью пластической деформации, напряжением и временем:

Наиболее простая зависимость между скоростью пластической деформации, напряжением и временем по гипотезе течения (31) имеет вид

Это предположение равносильно пренебрежению скоростью упругой деформации по сравнению со скоростью пластической деформации. Расчеты на ползучесть без этого допущения см. [11], [18], [22], [23], [38].

Согласно гипотезы упрочнения предполагается существование постоянной зависимости между пластической деформацией ъпл, скоростью пластической деформации ъпл и напряжением a

Это предположение равносильно пренебрежению скоростью упругой деформации по сравнению со скоростью пластической деформации. Расчеты на ползучесть без этого допущения см. [10], [17], [25]-[27].

Помимо нагрева проходящим током электрод нагревается источником теплоты в точке О (см. рис. 7.14). Если электрод плавящийся, то температура на конце электрода равна температуре капель Тк. Источник в точке О можно рассматривать как движущийся со скоростью плавления электрода w. Используя уравнение предельного состояния процесса распространения теплоты от движущегося плоского источника теплоты в стержне в области впереди источника (6.34) при 6 = 0, получаем распределение температур в стержне от Нагрева источником теплоты в точке О:

Переплав гранулированного кобальта чистотой 99,3 % сначала в дуговой печи в среде аргона, а затем в электронно-лучевой печи позволил немного уменьшить содержание примесей (табл. 67). Однако только слиток, выплавленный с низкой скоростью плавления, прокатался в лист; остальные слитки разрушились при первом проходе через валки. Причиной низкой пластичности слитков была недостаточная чистота кобальта.

Процесс возбуждения дуги и сварка протекают так: при холостом ходе работают оба мотора, осуществляя медленную, равномерную подачу проволоки .вниз". В момент закорачивания электрода мотор постоянного тока затормаживается, ролики мгновенно меняют направление вращения и этим возбуждают дугу. Как только возбуждается дуга, снова начинает работать мотор постоянного тока и подача проволоки происходит „вниз" со скоростью плавления электрода, зависящей от напряжения дуги.

контейнер, размеры и форма которого определяются требованиями производства. Сегодня большинство крупномасштабных печей представляет собой трехкамерный агрегат. В одной из камер помещена сама печь, в другой — изложницы и механизмы для управления ими, а в третьей — устройства для загрузки шихтовых материалов. Система вакуумирования малых печей состоит из механических форвакуумных насосов, понижающих давление в камере от атмосферного до 1 мм рт. ст., и диффузионных насосов эжекторного типа, понижающих давление до рабочего диапазона, близкого к 10~2 мм рт. ст. При переходе к более крупным печам используют паровые эжекторы, справляющиеся с большей газовой нагрузкой; в таких агрегатах не редкость установка из сдвоенной шести-ступенчатой системы насосов. Фактор слеживания шихтовых материалов не позволяет заранее, до начала плавки загружать единовременно полностью всю шихту. Поэтому требуются устройства, позволяющие вводить главные легирующие добавки непосредственно в процессе плавки без нарушения вакуума. Легче всего этого достигают с помощью отдельной вакуумной камеры, из которой и производят засыпку шихтовых материалов. Для работы с малыми печами эта операция не составляет серьезной проблемы. Но для крупных печей, снабженных загрузочными устройствами разнообразной конструкции, скорость засыпки шихты оказывается очень важным фактором, поскольку должна быть согласована со скоростью плавления, присущей данной индукционной системе.

Важность скорости плавления электрода как меры скорое ти кристаллизации слитка признали давно, однако попытю управлять ею, измеряя перемещение электрода, оказание неэффективными и ненадежными. Сначала управлять плавлени ем пытались, регулируя положение электрода по возникнове нию "капельного замыкания", затем путем воздействия н; скорость выгорания электрода изменением силы тока; руко водством к этому изменению служили измерения веса элек трода с помощью силоизмерительной ячейки. При таком под ходе основные трудности возникали из-за неравномерно] плотности материала (т.е. из-за усадочной раковины), эт» состояние часто имеет место у литых электродов. При ваку умной индукционной выплавке не удается получать электродь с надежно обработанной прибылью, — слишком малый диамет] . и большая длина отливки чреваты значительной усадкой, -усадочной раковиной и пористостью. Чтобы решить проблем; управления скоростью плавления, большинство установок ва куумно-дугового переплава оборудовали силоизмерительным! устройствами, которые непосредственно измеряют масс; электрода.

процессе вакуумно-дугового переплава лишь частично определяют возможность обеспечить слитку необходимое высшее качество. В отличие от равновесных структур, формирование которых зависит от скорости кристаллизации, нестабильность процесса плавления и прерывистость теплового потока могут привести к появлению дефектов более вредных, чем неоднородности микроструктуры. Один из главных дефектов этого рода — пятнистость, степень развития этого дефекта может быть различной. Дефект возникает как канал усиленной ликвации, порожденной жидким потоком в жидко-твердой зоне слитка. Пятнистость наиболее выражена у сплавов с широким интервалом кристаллизации (обширными жидко-твердыми зонами); характерный представитель — сплав Alloy 718. Причиной возникновения дефекта может стать внезапное перемещение жидкого металла в расплаве или однонаправленное вращение ванны. Следовательно, в процессе вакуумно-дугового переплава необходимо тщательно управлять скоростью плавления, устойчивостью скорости плавления, возрастанием тепловых градиентов и ослаблением внешних магнитных полей.

ходит плавка и рафинирование, отсутствием прямой зависимости между подводимой энергией и скоростью плавления. Из указанных достоинств предметом наибольшей заботы является чистота суперсплавов по неметаллическим включениям. Наличие спокойной ванны, в которую добавляется переплавляемый материал, позволяет отделять • и легкие, и тяжелые включения, а также осуществлять интенсивное обескислороживание ванны. К недостаткам метода относятся потери элементов с высокой упругостью пара, например хрома, невозможность управлять структурой кристаллизации электрода или слитка, сравнительно высокая стоимость обработки, связанная с начальными затратами и операциями по обслуживанию и ремонту оборудования. Состав шихтовых материалов необходимо корректировать в расчете на последующие потери химических элементов; чтобы получить слиток удовлетворительного качества сам процесс в большинстве случаев комбинируют с процессами вакуумно-дугового или электрошлакового переплава. По сравнению с другими методами выплавки или переплава, метод электронно-лучевого переплава на холодном поду дает весьма небольшие отливки. Однако и их размеры в основном ограничены теми же ликвационными характеристиками, которые природно свойственны суперсплавам.

К достоинствам плазменного переплава относится возможность вести плавку в разнообразных газовых средах при высоком давлении, использовать разнообразные шихтовые материалы, достигать высокой степени раскисления, имеется также потенциальная возможность использовать шлаки [9]. Эти возможности обусловлены высоким уровнем достигаемых температур, отсутствием жесткой связи между подводимой энергией и скоростью плавления, малой длительностью процесса и высокой полезной долей тепловых затрат. Высокоэффективное управление рабочей атмосферой обеспечивает минимальный уровень загрязнения и минимальные потери летучих элементов. Однако опыт практического применения плазменного переплава пока невелик, а главный недостаток этого метода — ограниченные возможности удаления газовых примесей — способен затруднить удаление неметаллических включений и качественную кристаллизацию слитка. В свою очередь, это ограничивает размеры слитков и электродов, которые можно производить данным методом. Почти неизбежно продукцию плазменного переплава приходится затем подвер-156

В отличие от процессов электронно-лучевого переплава на холодном поду или плазменного переплава процесс ва-куумно-дугового двухэлектродного переплава предназначен для управления структурой отливки, а не для операций переплава и рафинирования, направленных на получение нового химического состава. Достоинством этого процесса является возможность получать мелкозернистые отливки суперсплавов высокого эксплуатационного уровня, которые с трудом поддаются горячей деформационной обработке на требуемую форму. Некоторые специалисты полагают, что капли, образующиеся в данном процессе и падающие в изложницу, нагреты до температур между температурами солидус и ликвидус обрабатываемого сплава и служат зародышами равноосных зерен по всему объему формирующегося слитка или электрода. Такого результата можно достигнуть за время примерно втрое большее, чем требуется для вакуумно-дугового переплава, но со значительно меньшими энергетическими затратами. В отличие от вакуумно-дугового или электрошлакового переплава процесс вакуумно-дугового двухэлектродного переплава дает практически безликвационную продукцию. К недостаткам метода относятся жесткая зависимость между подводимой энергией, и скоростью плавления, невозможность рафинирования и сколь-нибудь существенного раскисления. Наиболее серьезная проблема заключается в том, что в процессе вакуумно-дугового двухэлектродного переплава качество исходного электрода в части включений, белых пятен и скоплений первичных фаз передается конечному продукту. Следовательно, наивысший достигаемый уровень качества по всем признакам, кроме характеристик микроструктуры, не может быть выше, чем у исходного электрода.

Поскольку тепло генерируется непосредственно в ме таллической шихте, то в теплотехническом отношении индукционные электропечи являются современным пла вильным агрегатом с высокой скоростью плавления Пи тание индуктора печей обычно осуществляется перемен ным током частотой 50—10000 гц, причем скорость на

Движение электрода при сварке происходит одновременно в трех направлениях: 1) поступательное по оси электрода в сторону сварочной ванны со скоростью плавления электрода; при сварке неплавящимся электродом поступательное движение выполняет расплавляемая присадочная проволока; 2) вдоль направления шва с определенной скоростью; 3) поперечные колебания по определенной траектории, совершаемые преимущественно с постоянной частотой и амплитудой, совмещаемые с перемещением электрода вдоль шва и позволяющие получать сварные швы требуемой ширины и качества. В отдельных случаях поперечные движения электрода не проводятся, например, при автоматической дуговой сварке под флюсом, при аргонодуговой сварке тонких деталей.