(一)連鑄基礎(chǔ)理論-文庫(kù)吧
2025-07-20 18:23 本頁(yè)面
【正文】 晶核。如果它的半徑小于臨界尺寸，晶體長(zhǎng)大時(shí)吉布斯自由能將上升，自發(fā)過程為不斷減小到消失。 vcvGrdrGdrGrG???????????????20434 23得令2. 臨界大小 2022/8/22 當(dāng) r=rc時(shí)， 形成臨界晶核所需要的能量稱為臨界形核功 過冷度愈大，臨界形核功越小，熔體也越容易形核。 穩(wěn)定形核過程的 動(dòng)力學(xué)條件 就是：有足夠大小的能量起伏或漲落來克服臨界形核功。 3222163 ( )S L mcmTGHT??????2022/8/22 二 、 非均勻形核 依附于某些固體上所發(fā)生的形核叫非均勻形核或異質(zhì)形核。 2022/8/22 ? 形成穩(wěn)定的晶核時(shí)，總的能量變化為 ? 由幾何學(xué)知，晶核（球冠）的體積為 ? 晶核的界面積為 ? 又有平衡關(guān)系式 ? 整理得，得 2022/8/22 二、非均勻形核 1. 能量變化 4c o sc o s32 3 ?? ??????均非 GGVk GrdrGd????? ?20)( 可以得到令2. 作用效果 1)過冷度 均勻形核與非均勻形核的臨界半徑相同，隨著過冷度的增加臨界半徑減小，形核率將明顯上升。 2022/8/22 二、非均勻形核 2. 作用效果 2)基底性質(zhì) 若 б LB大于或等于（ б LS＋ б SB），則 θ =0。 說明不用形核，即可直接以基體為心形核。 若（ б LB＋ б LS）小于或等于 б SB，則 θ =180。 說明基底對(duì)形核無效果，即不能在基底上形核。 一般情況下 0θ 180。 θ 比較小的，成為活性固體，對(duì)形核的促進(jìn)作用較大。 б SB愈小， θ 愈小，促進(jìn)作用愈大。 3)基底形狀 凹面更有利形核 晶核往往在模壁底裂縫或小孔處先出現(xiàn)。 總之，非均勻晶核有利的降低臨界過冷度，大大提高形核率。 2022/8/22 非均質(zhì)形核、均質(zhì)形核 過冷度與形核率 ? 非均質(zhì)形核與均質(zhì)形核時(shí)臨界曲率半徑大小相同，但 球缺的體積比均質(zhì)形核時(shí)體積小得多 。所以，液體中晶坯附在適當(dāng)?shù)幕捉缑嫔闲魏?，體積比均質(zhì)臨界核體積小得多時(shí)，便可達(dá)到臨界曲率半徑，因此 在較小的過冷度下就可以得到較高的形核率 。 θ 39。＞ θ ΔT*ΔT*39。Ihe Ihe39。 IhoΔT* IΔT2022/8/22 三、形核率 e x p ( )cGQIAkT????形核率 (N)：?jiǎn)挝粫r(shí)間在單位母體（液體）的體積內(nèi)晶核的形成數(shù)目稱為形核率。 形核率與臨界形核功，熔體的原子擴(kuò)散有關(guān) 此外，形核率直接受到過冷度 的影響，過冷度越大，形核率也越大 T?2022/8/22 ?過冷度的影響： 過冷度越大，越容易形核 ?固體雜質(zhì)的影響：潤(rùn)濕角 θ是判斷固體雜質(zhì)或界面是否能促進(jìn)晶胚成核及其促進(jìn)程度的關(guān)鍵 ?固體雜質(zhì)表面形貌的影響 ?物理性能的影響：液相宏觀流動(dòng)會(huì)增加形核率，施加電場(chǎng)或 磁場(chǎng) 也能增加形核率 四、非均勻形核的影響因素 2022/8/22 樹枝狀晶體形成過程示意圖 形核數(shù)量 N和晶核長(zhǎng)大 速率 v與過冷度的關(guān)系 2022/8/22 鋼液在連鑄機(jī)中的凝固是一個(gè)熱量釋放和傳遞過程，也是把液體鋼轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w鋼的加工過程。 在連鑄機(jī)內(nèi)，液體鋼水轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w鋼坯傳輸?shù)臒崃堪?: 1)鋼水過熱： 由進(jìn)入結(jié)晶器時(shí)鋼水的溫度冷卻到鋼的液相線溫度放出的熱量； 2)凝固潛熱： 鋼水從液相線溫度冷卻到固相線溫度放出的熱量； 3)物理顯熱： 凝固的高溫鑄坯冷卻至送出連鑄機(jī)時(shí)所放出的熱量。 第二節(jié) 連鑄坯凝固傳熱特點(diǎn) 2022/8/22 連鑄坯的溫度變化 (模擬結(jié)果 ) 鑄坯凝固冷卻過程可分為四個(gè)階段： (1)鋼液在結(jié)晶器中快速冷卻，形成薄的坯殼，由于坯殼薄并具有塑性，在鋼液靜壓力下坯殼產(chǎn)生蠕變，貼靠于結(jié)晶器內(nèi)壁，坯殼與結(jié)晶器壁緊密接觸，此時(shí)冷卻較快，鑄坯表面溫度明顯下降。 (2)隨著凝固殼增厚，鑄坯收縮，坯殼與結(jié)晶器壁間產(chǎn)生氣隙，鑄坯冷卻速度減慢。 (3)坯殼具有足夠的厚度時(shí)，鑄坯從結(jié)晶器中拉出，在二冷區(qū)受到強(qiáng)烈的噴水冷卻，中心逐漸凝固。但鑄坯表面溫度下降快，表面溫度顯著低于中心溫度。 (4)鑄坯在空氣中較緩慢地冷卻，鑄坯中心的熱量傳導(dǎo)給外層使鑄坯外層變熱，表面溫度回升。不過，隨著時(shí)間推移，整個(gè)鑄坯斷面上溫度逐漸趨于均勻。 2022/8/22 連鑄中的熱傳遞的研究有兩種主要的方法。 最主要的方法 是測(cè)量實(shí)際操作中的冷卻水溫度，結(jié)晶器溫度，鑄坯溫度及其剖面溫度，然后通過這些數(shù)據(jù)推斷出熱流密度和／或傳熱系數(shù)。 另一種方法 是對(duì)某些單體設(shè)備的傳熱進(jìn)行理論分析或?qū)嶒?yàn)室測(cè)量，即研究通過保護(hù)渣的傳熱或通過噴嘴的傳熱。 2022/8/22 板坯 (200～ 245) (1030～ 1730) V=l m/min 扁坯 00 175 V= m/min 小方坯 00x100 V=3 m /min 方坯 l44 144 V=／ min 項(xiàng)目 kJ／ kg ％ kJ/kg ％ kJ／ kg ％ kJ／ kg ％ 鋼液帶入 1340 100 1340 100 1340 100 1340 100 結(jié)晶器帶走 63 287
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1