К преимуществам импульсного электрического воздействия, по сравнению с обработкой постоянным током, можно отнести то, что он предоставляет большое число варьируемых параметров обработки, таких как амплитуда напряжения, тока, частота посылок импульсов, длительность импульса, частота разрядного тока, мощность импульса, энергия, вводимая в расплав. При приложении импульсного электрического тока к электродам, опущенным в расплав на некотором расстоянии друг от друга, происходит резкое увеличение разности потенциалов между ними, что ведет за собой образование электронной лавины, подобие электронной лавины в газе. Однако в расплаве металла не происходит плазменных образований и пробоя, как в газах. Линии тока при прохождении импульсного электрического тока имеют такое же направление, [66] как и при прохождении через расплав постоянного электрического тока. Все это в конечном итоге, дает потенциальную возможность осуществить комплексное направленное регулирование физико - химических характеристик готового изделия.
1.4 Выводы и постановка задач исследований
Строение металла и технологии его обработки представляют единую систему, определяющую свойства металла. Представление структуры металла в виде иерархии пяти структурных уровней открывает дополнительные возможности в адекватном описании формирования свойств литого металла.
Дефиниция предложенных понятий иерархии и структуры определяет наличие подчинения и перехода от низшего к высшему, а также закономерностей существования и функционирования системы для обеспечения сохранности ее основных свойств.
Поэтому воздействие на самые глубинные структурные уровни металла, т.е. атомный и мезоуровень, может иметь основополагающее значение для формирования его структуры и свойств в целом.
Потенциальными возможностями в этом отношении обладают внепечные методы обработки расплава, структура которого как раз и представлена двумя низшими структурными уровнями. Причем преимущества использования внешних физических воздействий на расплав в импульсном режиме очевидны, так как энергетические, геометрические и временные параметры таких воздействий оказываются достаточными для изменения структуры жидкого металлического расплава.
Регулирование благоприятной структуры для формирования повышенных свойств возможно только при условии стабилизации параметров внешнего воздействия, а также при условии понимания механизмов, по которым транспортируется энергия от источника и как она трансформируется в расплаве.
Для качественного и количественного описания влияния параметров внешнего воздействия на структуру жидкого металла использование статистических способов ограничено, а использование модельных представлений о структуре расплава не всегда успешно при описании сложных по составу жидкостей. Поэтому основная роль в исследовании должна отводиться эксперименту.
При анализе влияния внешнего воздействия на расплав обязателен учет температуры, состава металла, способа нагружения и способа разливки, так как эти факторы могут полностью нивелировать внешнее воздействие.
Влияние любой примеси на расплав допустимо обсуждать с единых позиций энергии ее взаимодействия с окружающими частицами.
Особенностями электрогидроимпульсной обработки расплава, которые обеспечивают структурные изменения в расплаве, являются высокая мощность и широкий спектр частот единичного акустического импульса. Несмотря на наличие многочисленных результатов, связанных с положительным постдействием ЭГИО на структуру и свойства твердого литого металла, многие аспекты, касающиеся физической сущности наблюдаемых явлений до сих пор не раскрыты. Устаревшим представляется подход к рассмотрению источника воздействия и обрабатываемой среды в отрыве друг от друга, что позволяло ранее совершенствовать технологическое оборудование в отрыве от качества металла, и наоборот, получать высокое качество обрабатываемого металла нестабильно за счет нестабильности и ненадежности работы оборудования.
Работы, связанные с обработкой жидкого и кристаллизующегося металла импульсным электрическим током, могут показать новые перспективы внепечной обработки, так как при импульсном нагружении имеется большее количество (по сравнению с постоянным или переменным током) варьируемых параметров нагружения и меньшее термическое действие на металл.
Таким образом, необходимость развития более глубоких научных представлений об особенностях многоуровневых структурных изменений в системе “расплав-твердый металл”, обусловленных импульсными видами обработки, позволяет сформулировать ряд задач, для решения в рамках промежуточных этапов настоящей работы:
а) подготовить литературный обзор по результатам исследований процессов структурообразования и формирования свойств твердого металла;
б) обосновать задачи исследований;
в) изучить и систематизировать основные особенности источников для импульсной обработки расплава;
г) описать иерархию пространственных и временных масштабов структурных уровней и фаз в системе “расплав – твердый металл”;
д) исследовать влияние импульсной обработки расплава на стабильные и метастабильные состояния структуры в системе “расплав – твердый металл”;
е) исследовать роль импульсной обработки расплава в процессах структурообразования;
ж) исследовать основные закономерности процессов структурообразования в системе “расплав – твердый металл” на морфологию фаз;
з) исследовать влияние структуры на свойства металла.
Решение поставленных задач в дальнейшем позволит описать подходы к управлению структурой в системе “расплав - твердый металл” при использовании импульсной обработки расплава и разработать научные основы нового подхода к технологии импульсной обработки расплава для нового качества литого металла.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.