Таблица 6. Расчетные значения возможных пересыщений расплава оксидами при образовании зародыша одним и двумя компонентами

Примечание. Над чертой приведены минимальные, а под чертой — максимальные значения С/С8.

Следовательно образование двухкомпонентного зародыша требует меньшего числа частиц, чем образование устойчивого однокомпонентного зародыша, причем разница эта особенно заметна при не слишком сильно отличающихся значениях С11С\ и Си/СІ\

В работах [76, 230], где задача решалась в более общем виде, также было отмечено, что образование двухкомпонентного зародыша неметаллического включения всегда энергетически более предпочтительно, чем образование критических зародышей из чистых компонентов. При этом значительно уменьшается и величина необходимого пересыщения С/С8, что видно из табл. 6, составленной по данным [230] для случая образования оксидов при различном содержании раскислите-ля и кислорода в металле. Результаты расчетов [230] свидетельствуют о том, что степень пересыщения, при которой образуются зародыши критического размера, зависит от соотношения концентраций реагентов и будет изменяться с изменением степени пересыщения каждого из компонентов, участвующих в образовании зародыша.

Все рассмотренные ранее положения справедливы для образования устойчивых зародышей неметаллических включений в гомогенной среде. В реальных условиях в сварочной ванне всегда существуют различные границы раздела: твердый— расплавленный металлы, внесенные извне тугоплавкие включения—металл. Следовательно, вполне возможно, что образование новой фазы будет иметь гетерогенную природу. В этом случае процесс образования неметаллического включения будет во многом определяться степенью смачивания веществом новой фазы подложки, на которой выделяется эта фаза. Со-

Таблица 7 Значения краевых углов, образуемых оксидными расплавами на огнеупорных материалах и металле

Состав оксидного расплава, % (по массе)

Температура, К

Подкладка из плавленой магнезии

7,9 16,4 5,7

Значение краевого угла, град,

Примечание. По данным [118]. значение краевого угла при смачивании окислительным шлаком магнезитовой подкладки равно нулю (Г = 1873 К), а прн смачивании армко-железа — 53 ° (Г =» 1723-ь1783 К).

гласно [8451, изменение свободной энергии Гиббса системы при гетерогенном зарождении включений будет

АСге1 = АСгом/(е).(III. 11)

Функция / (6) определяется из следующего выражения: Д6) = 4" (2 + со;5 е) 0 — С05 е)2-(Л*-12)

Согласно табл. 7 и данным [118, 193, 194], краевые углы смачивания, образуемые оксидными расплавами на поверхности плавленой магнезии, шамота и кварца, обычно малы и при температуре 1523—1673 К колеблются от 0 до 20°. При смачивании оксидным расплавом поверхности твердого металла краевой угол при температуре, близкой к температуре плавления металла, равен 55° [118].

Значения измеренных авторами монографии краевых углов при смачивании различных материалов сульфидом железа при Т = 1373 К после 5 с выдержки приведены ниже:

ЗОХГСА9,007Х25Н1347,0

У109,5Корунд31,5

ТрансформаторнаяКварц37,5

сталь24,5Оксид железа (И) 0

1Х18Н9Т35,5