Кафедра физикохимии литейных сплавов и процессов, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ):

В. М. Голод, канд. техн. наук, профессор

К. И. Емельянов, аспирант

И. Г. Орлова, аспирант

E-mail (общий): cheshire@front.ru

В статье рассмотрены публикации, посвященные зависимости междуосных промежутков дендритной микроструктуры промышленных сплавов на основе железа от их химического состава. Отмечено, что количественная оценка этого влияния, полученная экспериментальным путем и представленная статистическими моделями, характеризуется значительными расхождениями по математической форме, а также по знаку и величине коэффициентов регрессии, которые оценивают вклад различных компонентов стали. Установлено, что зависимость междуосных промежутков углеродистых и низколегированных сталей от содержания углерода носит противоречивый характер, что не позволяет дать его однозначную количественную оценку и выявить определяющие факторы. Для повышения качества статистических моделей (исключение незначимых эффектов, вызываемых отдельными компонентами, устранение корреляционных искажений и др.) и обеспечения их адекватности целесообразно унифицировать описание опытных данных на основе полиномиальной формы концентрационного члена уравнения регрессии, получаемого средствами ортогонального планирования экспериментов. Путем численного расчета дендритной структуры, произведенного с помощью компьютерного моделирования неравновесной кристаллизации стальных слябов толщиной 240 мм с учетом изменения состава жидкой фазы и эволюции междуосных промежутков дендритов, дана количественная оценка роли физико-химических и теплофизических факторов в развитии коалесценции вторичных дендритных ветвей. Установлено, что уменьшение размеров вторичных междуосных промежутков в углеродистых и низколегированных сталях при повышении содержания углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, а также с увеличением доли аустенита, выделяющегося из расплава, обусловлено подавлением диффузионного переноса компонентов в процессе коалесценции дендритных ветвей.

Работы [1–35] библиографического списка приведены в I части статьи, опубликованной в журнале «Черные металлы», 2013, № 8.

36. Голод В. М., Емельянов К. И., Орлова И. Г. Дендритная микронеоднородность литой стали:обзор проблем и их компьютерный анализ (часть 1) // Черные металлы. 2013. № 8. С. 9–17.

37. Taha M. A. Some observations of dendriticmor phology and dendrite arm spacing // Metal Science,1979, No. 1, p. 9–12.

38. Guo W., Zhu M. Characteristic parameters for dendritic microstructure of solidification during slab continuous casting // J. Iron Steel Res. Int., 2009, v. 16, No. 1, p. 17–21.

39. Han Q., Hu H., Zhong X. Models for the isothermal coarsening of secondary dendrite arms in multicomponent alloys // Metall. Mater. Trans., 1997, v. 28B, No. 6, p. 1185–1187.
40. Miettinen J. Thermodynamic-kinetic simulation of constrained dendrite growth in steel // Metall. Mater. Trans., 2000, v. 31B, No. 2, p. 365–379.
41. Налимов В. В., Чернова А. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. — М. : Наука, 1965. — 340 с.
42. Голод В. М., Емельянов К. И., Орлова И. Г. Дендритная микронеоднородность стальных отливoк: обзор исследований и компьютерный анализ // Литейное производство сегодня и завтра : сб. тр. IX Всеросс. науч.-техн. конф. — СПб., Изд-во Политехн. ун-та, 2012. С. 436–455.