и составляет для А1203 — 2323 К, для 8Ю2 — 1998 К и для Л^О — 3073 К .Поскольку температура сварочной ванны при сварке под флюсом низкоуглеродистой стали колеблется от 1943 до 2143 К [268], в условиях сварки в расплавленном металле будут находиться как жидкие, так и твердые неметаллические включения . Причем некоторые, в первую очередь сульфидные, включения могут оставаться в жидком состоянии и после начала кристаллизации металла шва.Размеры включений различные и колеблются от 0,05 до 10 мкм и более . Крупные включения, которые, как правило, являются экзогенными, обычно редко встречаются в сварном шве. Поэтому более опасными являются эндогенные включения, процесс образования которых рассмотрим более подробно, начиная с их зарождения.2. Зарождение включений в сварочной ванне Согласно современным представлениям, образование новой фазы внутри маточного раствора начинается с появления устойчивых зародышей. Необходимым условием образования таких зародышей является наличие пересыщения, которое наступает или вследствие уменьшения растворимости включений при охлаждении расплава, или в результате образования различных соединений за счет протекания химических реакций. Кинетику образования неметаллических включений в расплавленном металле изучали П. Я. Агеев, Е. Б. Костю-ченко, С. И. Попель и некоторые другие исследователи. Авторы этих работ при оценке вероятности образования новой фазы применяли уравнение, предложенное Я. И. Френкелем, согласно которому интенсивность зарождения новой фазы / = Ае-АС'кТ,(III. 1) где / — интенсивность зарождения новой фазы; А — коэффициент, определяемый расчетным путем; АС ■— изменение свободной энергии при образовании зародыша критического размера; к — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; е — основание натурального логарифма. Коэффициент А может быть определен из соотношения [277]: Л=»'(-^Г(&Г»^.(1П.2) где п' — число атомов на поверхности зародыша критического размера; Уа — объем, приходящийся на один атом исходной фазы; п — число атомов в единице объема исходной фазы; ом_в — межфазное натяжение на границе между металлом и выделяющимся включением; Ь. — постоянная Планка. Остальные обозначения те же, что и в уравнении (III.1). Как видно, значение коэффициента А не будет постоянной величиной, а будет изменяться с изменением состава включения. По данным работы [345], величина А для А1203 составляет 102в; для РеО—А1203 — 10а5; для БЮ2 — Ю28- для РеО — 103°. Изменение свободной энергии при образовании устойчивого зародыша новой фазы определяется равенством Зр^Г* (1п С/С8)2 ''(Ш-3)
Карта
|
|
