МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ НИОБИЯ В ЖЕЛЕЗЕ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКЕ
https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-571-575
Аннотация
Проведено моделирование процесса растворения ниобия в железе при электродуговой наплавке. В основе модели лежат представления о диффузионном характере растворения частиц ниобия в металлах. Модель включает в себя уравнения диффузии, начальные и граничные условия, а также уравнение движения границы раздела сред. Предполагалось, что значение коэффициента диффузии в жидком железе многократно превышает значение этого коэффициента в твердом растворе. Решение диффузионной задачи Стефана в области твердого тела находили в виде ряда Фурье по косинусам, а в области жидкости – в виде функции ошибок. В результате получено время растворения ниобия, которое для высоких температур и частиц размерами 10 мкм составляет от 10 до 100 с.
Ключевые слова
электродуговая наплавка,
диффузия,
уравнение диффузии,
ниобий,
железо,
время растворения,
ряд Фурье,
функция ошибок
Об авторах
В. Д. Сарычев
Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)
Россия
Россия
к. т. н., доцент кафедры физики им. В. М. Финкеля
Б. Б. Хаимзон
Новокузнецкий институт (филиал) Кемеровского государственного университета (654027, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., пр. Пионерский, 13)
Россия
Россия
к. ф.- м. н., доцент кафедры физики и методики преподавания физики
С. А. Невский
Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)
Россия
Россия
к. т. н., доцент кафедры физики им. В. М. Финкеля ( nevskiy_sa@physics.sibsiu.ru )
Список литературы
1. Современные технологии модифицирования структуры и свойств материалов / Под общ. ред. Н.Н. Коваля и В.Е. Громова. – Томск: Изд-во НТЛ, 2015. – 380 с.
2. Райков С.В., Капралов Е.В., Иванов Ю.Ф. и др. Строение по глубине износостойкого покрытия, полученного электродуговым методом на стали // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 2. С. 121 – 126.
3. Петрикова Е.А., Иванов Ю.Ф., Тересов А.Д. и др. Cтруктура и свойства системы покрытие (TiCuN-подложка (Al-Si), обработанной высокоинтенсивным электронным пучком // Изв. вуз. Физика. 2012. № 6 -2. С. 133 – 138.
4. Структура и свойства композиционных износостойких наплавок на сталь / Е.В. Капралов, Е.А. Будовских, В.Е. Громов и др. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2014. –116 с.
5. Кульков С.Н., Гнюсов С.Ф. Карбидостали на основе карбидов титана и вольфрама. – Томск: Изд-во НТЛ, 2006. – 240 с.
6. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3 – 33.
7. Ниобий и тантал / А.Н. Зеликман, Б.Г. Коршунов, А.В. Елютин, А.М. Захаров. – М.: Металлургия, 1990. – 296 с.
8. Ниобийсодержащие низколегированные стали / Ф. Хайстеркамп, К. Хулка, Ю.И. Матросов, Ю.Д. Морозов, Л.И. Эфрон, В.И. Столяров, О.Н. Чевская. – М.: Интермет инжиниринг, 1999. – 94 с.
9. Сарычев В.Д., Хаимзон Б.Б., Громов В.Е., Соскова Н.А. Математическая модель растворения частиц углерода в титане при воздействии концентрированных потоков энергии // Титан. 2012. № 1. С. 4 – 8.
10. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Т. 2 / Под ред. Н.П. Лякишева. – M.: Машиностроение, 1997. – 1024 с.
11. Любов Б.Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. – М.: Наука, 1981. – 296 с.
12. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. − М.: Металлургия, 1978. – 248 с.
13. Heumann Т. Diff usion in Solids. – Berlin-Heidelberg: Springer- Verlag, 2007. – 651 p.
14. Лариков Л.Н., Исайчев В.И. Структура и свойства металлов и сплавов. Справочник. Диффузия в металлах и сплавах. − Киев: Наукова Думка, 1987. – 512 с.
15. Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные технологии. Сварка, нанесение покрытий, упрочнение. – М.: Машиностроение, 2008. – 406 с.
Рецензия
Для цитирования:
Сарычев В.Д., Хаимзон Б.Б., Невский С.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ НИОБИЯ В ЖЕЛЕЗЕ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКЕ. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2016;59(8):571-575. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-571-575
For citation:
Sarychev V.D., Khaimzon B.B., Nevskii S.A. MODELING OF NIOBIUM DISSOLUTION PROCESS IN IRON AT ELECTRIC ARC WELDING. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016;59(8):571-575. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-571-575
Просмотров:
505
Послать статью по эл. почте 