THE USE OF EXTERNAL PHYSICAL INFLUENCE TO REGULATE THE FORMATION OF THE STRUCTURE OF STEEL INGOTS

В настоящей работе исследовано влияние температурных и силовых параметров внешнего воздействия на кристаллизацию и структурообразование слитков из модельных и реальных сплавов. Показано, что скоростью зарождения и роста кристаллов, а также размерами структурных зон в слитках можно управлять, изменяя температурный градиент, возникающий в жидкой фазе перед границей затвердевания. Управлять градиентом температур по сечению затвердевающего расплава можно, регулируя интенсивность теплоотвода, а также дифференцируя теплоотвод по периметру формирующегося слитка. Установлено, что от соотношения градиента температуры к скорости кристаллизации - G/R зависит формирование той или иной структурной зоны слитков. Наглядно доказана эффективность влияния вибрации на формирование структуры исследуемых слитков. Определен механизм воздействия вибрации на процессы кристаллизации и формирования структур слитков, который заключается в проявлении следующих эффектов: в разрушении и дроблении дендритов, растущих на фронте кристаллизации, под действием знакопеременных изгибающих давлений упругой волны; в зарождении кристаллов в объеме кристаллизующегося расплава вследствие кавитации; в разрушении дендритов в расплаве и на фронте кристаллизации под действием давлений, возникающих в результате схлопывания кавитационных каверн. In this paper, the influence of temperature and force parameters of external influence on the crystallization and structure formation of ingots from model and real alloys is investigated. It is shown that the rate of crystal nucleation and growth, as well as the size of the structural zones in the ingots, can be controlled by changing the temperature gradient that occurs in the liquid phase before the solidification boundary. You can control the temperature gradient along the cross-section of the solidifying melt by adjusting the intensity of the heat sink, as well as differentiating the heat sink along the perimeter of the forming ingot. It is established that the ratio of the temperature gradient to the crystallization rate - G/R depends on the formation of a particular structural zone of ingots. The effectiveness of the influence of vibration on the formation of the structure of the ingots under study is clearly proved. The mechanism of vibration influence on the processes of crystallization and formation of ingot structures is determined, which consists in the manifestation of the following effects: in the destruction and crushing of dendrites growing at the crystallization front under the action of alternating bending pressures of an elastic wave; in the nucleation of crystals in the volume of the crystallizing melt due to cavitation; in the destruction of dendrites in the melt and at the crystallization front under the action of pressures resulting from the collapse of cavitation cavities.