автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Кинетический анализ контактного взаимодействия расплавов Mn - Ni - Cu и сталей с твердыми поверхностями с целью защиты металлов

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Теоретический анализ процессов растекания и смачивания. $

1.2. Экспериментальные работы.

1.2.1. Методы, их достоинства и недостатки, необходимость усовершенствования.

1.2.2. Опытные данные по растеканию и смачиванию твердых поверхностей расплавами на основе меди, никеля, марганца.

1.3. Обоснование постановки работы.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ.

2.1. Выбор метода исследования.

2.2. Создание экспериментальной установки, ход проведения опытов.

2.3. Подготовка образцов, условия проведения опытов.

2.4. Влияние подвода расплава к подложке.

2.5. Смачивание медью железа, никеля, кобальта, молибдена и растекание по ним.

2.6. Оценка погрешностей измерений.

В ы в о д ы.

3. РАСТЕКАНИЕ РАСПЛАВОВ Cu-Ni - Mr? ПО ЖЕЛЕЗУ.

3.1. Влияние замены меди никелем на скорости смачивания и растекания.

3.2. Растекание тройных расплавов.

3.3. Влияние температуры на скорость растекания.

3.4. Выявление режимов и аналитическое описание процесса растекания. Ф

3.5. Смачивание расплавами твердого железа и адгезия фаз

3.5.1. Поверхностное натяжение расплавов Cu-Ni.

3.5.2. Смачивание расплавами Cu-Nf твердого железа и адгезия фаз.

3.5.3. Поверхностное натяжение расплавов Cu-Ni~Mn

3.5.4. Смачивание расплавами Cu-Wi-Mn твердого железа и адгезия фаз.

В ы в од н.

4. РАСТЕКАНИЕ РАСПЛАВОВ Cu-Ni -Мп ПО КАРБОНИТРИДУ ТИТАНА

4.1. Влияние добавок меди на растекание расплавов по кар-бонитриду титана.

4.2. Влияние температуры.

4.3. Растекание промышленного мельхиора по поверхности карбонитрида титана и влияние углерода.

4.4. Смачивание расплавами Си-Mi - Мп карбонитрида титана и адгезия фаз.

В ыв од ы.

Наряду с увеличением количества и качества производимого в стране металла актуальна задача повышения срока службы металлопродукции путем эффективной защиты изделий, работающих в экстремальных условиях.

Одним из способов защиты является наплавка стойких материалов на поверхность стальных деталей (горнорудного оборудования, конусов засыпных устройств доменных печей и др.), работающих в условиях высоких температур, ударных нагрузок, интенсивного газоабразивного износа. Композиционные материалы создаются на основе тугоплавких соединений типа карбидов, нитридов, боридов металлов. Лучше других этой цели соответствует карбид вольфрама. Поскольку в стране ощущается дефидит вольфрама, то изыскиваются заменители его карбида из числа более доступных и дешевых материалов: боридов, карбидов и карбонитридов титана. Одновременно ведется подбор связки, обеспечивающей хорошее соединение тугоплавких частичек между собой и прочное сцепление со стальной ос

0 KjS/' новой. В качестве связи чаще других используют сплавы типа марганцевых мельхиоров,

Для защиты деталей, работающих в условиях высокого трения (опорные подшипники, скользуны шагающего экскаватора и др.) применяют наплавку на стальную основу сравнительно легкоплавких сплавов с хорошими антифрикционными свойствами. В последние годы успешно разрабатывается способ автовакуумного плакирования крупногабаритных пар трения, позволяющий получать более качественные изделия, чем изготовляемые наплавкой.

Для научно обоснованного выбора материалов, совершенствования процессов получения композиционных материалов и их нанесения на изделия необходимы сведения о скоростях смачивания жидкими металлами твердых поверхностей и растекания по ним, характеризующие интенсивность взаимодействия контактирующих фаз и технологичность процессов. Наряду с этим большое значение имеют данные о равновесных характеристиках: смачивании, адгезии фаз, которые обусловливают прочность сиепления разнородных материалов, качество сочленения и в итоге сказываются на долговечности готовых изделий.

Исследованию этих вопросов в последнее время уделяется много внимания. В частности, в трудах В.Н.Еременко, Ю.В.Найдича, Г.В.Самсонова, В.В.Хлынова, Е.Д.Щукина, В.И.Костикова, Б.Д.Сумма и других ученых получен и обобщен большой экспериментальный материал по контактному взаимодействию жидких металлов ж сплавов с твердыми металлами, карбидами, боридами и нитридами. Однако, кинетика процессов изучена недостаточно. Объясняется сказанное не только большими техническими трудностями в проведении исследований, но и тем, что традиционные методы определения скоростей смачивания и растекания не позволяют проследить за изменением контактных углов и радиуса пятна смачивания с момента контакта фаз до завершения процесса растекания. При фиксировании растекающейся капли в профиль неизученными остаются завершающие стадии процесса, когда жидкость растекается в тонкую пленку, выходящую за пределы разрешающей способности приборов. При фиксировании ее в плане не удается изучить начальные стадии растекания, когда миделево сечение капли закрывает пятно смачивания.

Для кинетического анализа процессов весьма желательно в одном опыте в контролируемой атмосфере определить скорости смачивания и растекания в течение всего процесса, а также оценить адгезию фаз. Поэтому в настоящей работе ставилась задача создать экспериментальную установку, позволяющую менять составы фаз,температуру и с высокой чувствительностью фиксировать контактные углы и радиусы капель от начала до конца растекания. Описание установки, созданной нами совместно с Т.В.Захаровой, и анализ полученных результатов составляет основное содержание данной работы.

В частности определены скорости смачивания расплавами системы Си - Ni ~Мп твердого железа, карбонитрида гитана и скорости растекания. Оценена адгезия фаз. В рамках современных представлений проведено обсуждение результатов.

Часть исследований выполнена по заданию промышленности. В соответствии с договором о социалистическом содружестве с ПО "Уралмаш" изучено растекание бронз по поверхности сталей различной степени окисленности, позволившее выбрать состав бронзы с требуемыми антифрикционными свойствами и обеспечивающий наилучшее смачивание, растекание и повышенную адгезию фаз в условиях автовакуумного плакирования стальных деталей.

По заданию НТМК определено смачивание рельсовой сталью и сталью 09Г2 оксидов и промышленных огнеупорных материалов с целью выбора наиболее подходящего огнеупора для сталеразливоч-ных стаканов и других изделий.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Расплавы системы Cu-Ni-Mn широко применяют для пайки ряда коррозионно-стойких сталей в кораблестроении, никеля и его сплавов в вакуумном приборостроении, для пайки твердосплавного инструмента, работащего в условиях бурения твердых пород, для пайки быстрорежущего инструмента /1,2/. Эти сплавы являются основой связки при изготовлении композиционных наплавочных материалов из тугоплавких бескислородных соединений типа карбидов, боридов и нитридов ряда металлов для защиты стальных деталей, работающих в тяжелых условиях: конусов засыпных устройств доменных печей, деталей горнорудного оборудования, клапанов двигателей внутреннего сгорания, фрикционных дисков в самолетостроении /3-10/. Расплавы на основе меди типа бронз и латуней наплавляют на детали, работающий условиях высокого трения: вентили, подшипники и др. /I/.

В процессах наплавки, пайки, изготовления композитов важное значение имеет смачивание и растекание расплавов по твердым поверхностям. Эти процессы являются первыми процессами взаимодействия контактирующих фаз, нередко определяющими качество готовых изделий. Изучение его кинетических закономерностей дает возможность оценить интенсивность взаимодействия фаз, время достижения квазиравновесного состояния. Аналитическое описание смачивания и растекания позволяет выявить влияние различных факторов на полноту и скорость контактного взаимодействия и, как следствие, научно прогнозировать и управлять ходом технологических процессов.

Поскольку нет универсальных методов оценки прочности паяных или наплавленных материалов, то их надежность определяют испитаниями в условиях эксплуатации или близких к ним, что экономически невыгодно. Поэтому важны равновесные характеристики смачивания: краевой угол, адгезия фаз. Последняя определяет прочность сцепления расплавов с твердыми материалами.

В соответствии со сказанным в первой главе рассмотрены работы, в которых дан теоретический анализ растекания и смачивания, обсуждены экспериментальные методы изучения кинетических и равновесных характеристик этих процессов, отмечены достоинства и недостатки известных экспериментальных установок, обобщен опытный материал по растеканию и смачиванию железа, сталей, карбидов, нитридов титана, карбонитрида титана расплавами на основе меди.

I.I. Теоретический анализ процессов растекания и смачивания

Скорость распространения жидкости по твердой поверхности можно характеризовать изменением радиуса пятна смачивания рас-текавдейся капли со временем ( ^^/dt )• Прежде всего остановимся на имеющихся представлениях о механизме растекания.

В обзоре /II/ рассмотрены различные механизмы распространения жидкости по твердой поверхности. С привлечением экспериментального материала дано обоснование возможности осуществления этих механизмов. По мнению автора, наиболее вероятными являются следующие: течение сравнительно толстых слоев жидкости (фазовое растекание) и поверхностная диффузия. Растекание за счет поверхностной диффузии рассмотрено Я.Е.Гегузиным /12/. В зависимости от свойств жидкости, формы ее поверхности, природы и прочности взаимодействия контактирующих фаз, внешних воздействий (электромагнитных полей, температуры, давления и других) роль того или иного механизма в общем переносе жидкости может быть различной. В обычных условиях при растекании жидких металлов по твердым поверхностям (металлам, оксидам, карбидам и т.д.) в большинстве случаев преобладает механизм фазового течения.При этом, в соответствии с гидродинамикой жидкости /13/, на поверхности твердого тела (при смачивании) проскальзывания нет, жидкость "прилипает", а растекание осуществляется за счет перехода частиц жидкости с боковой поверхности капли на твердую поверхность с последующей адсорбцией на ней.

Самопроизвольное растекание жидкости и режимы процесса определяются соотношением поверхностных и объемных сил, действующих на нее. В данном случае под поверхностными силами подразумеваем силы натяжений на поверхностях раздела, а под объемными - силу тяжести, инерции, вязкого сопротивления. В общем случае эти силы могут изменяться в процессе растекания.

Перемещение периметра смачивания вызывает результирущая движущая сила, складывающаяся из силы тяжести, обусловленной понижением центра тяжести капли при растекании, лапласовой силы, возникающей из-за искривления поверхности капли, и силы, связанной с уменьшением свободной поверхностной энергии при распространении жидкости по твердой поверхности. Считая поверхность твердого тела изотропной, приравнивают силы поверхностного натяжения свободной поверхностной энергии единицы поверхности. Тогда выраjCUAbU жение для движущёиУпо гладкой поверхности имеет вид /II/: дб = в, -<3<г -G^cozQ (1Л)

Здесь - равнодействующая поверхностных натяжений, отнесенная к единице длины периметра смачивания; - поверхностное натяжение твердого тела; <о<г - поверхностное натяжение границы твердое тело жидкость; в2 - поверхностное натяжение жидкоera; Q - контактный угол. Равнодействующая поверхностных натяжений приложена непосредственно к периметру смачивания, остальные силы сосредоточены в объеме растекающейся капли.

Силы сопротивления также могут быть различными: сила вязкого сопротивления течению, сила инерции, сила, обусловленная искривлением поверхности жидкости, иногда торможение течению определяется медленной реализацией акта смачивания.

Уравнения движения жидкости составляют, приравнивая движущие силы силам сопротивления. Оценив влияние сил на скорость растекания в различные моменты времени, можно выявить режимы процесса на разных стадиях растекания.

Из рассмотрения литературы можно выделить три подхода к описанию процесса распространения жидкости по твердой поверхности. В первой группе работ /14,17/ растекание представляется как два миграционных встречных потока частиц, причем в сторону действия движущей силы j^g, растекания потенциальный барьер диффузии частиц уменьшается на величину (^ - расстояние между двумя положениями равновесия при миграции, S - размер диффундирующих частиц), а в противоположном направлении-на эту величину увеличивается. Приравнивая разность потоков накоплению вещества в единицу времени, авторы получают выражение для линейной скорости распространения жидкости. К подобному результату пришли авторы работы /15/, используя теорию абсолютных скоростей реакций. В названных работах предполагается кинетический режим растекания, то есть лимитирующим этапом является ад-сорбционно-химический акт смачивания на периметре натекания жидкости при ее распространении по твердой подложке. Аргументированное описание растекания жидкости в кинетическом режиме дано авторам^работы /16/. Полагая, что движущая сила сосредоточена на периметре смачивания и расходуется на преодоление сопротивления смачиванию, они получили уравнение:

1.2) где ^ - начальная скорость растекания; 0О - угол смачивания; ос - доля понижения вершины капли в данный момент времени. Используя пошаговое интегрирование и считая на каждом шаге скорость постоянной, авторам удалось получить удовлетворительное согласие рассчитанных скоростей растекания с опытными при смачивании ряда твердых металлов жидкими. Оказалось, что для ряда металлических систем (Fe-Sn ? Fe-Pb } Fe-Znj большая доля процесса растекания, фиксируемого высокоскоростной профильной киносъемкой, осуществляется в кинетическом режиме. Авторы учли отличие формы капж в каждый момент времени растекания от равновесной, представляющей часть сферы, и с использованием опытных данных о зависимости динамического угла от времени рассчитали долю кинетического и транспортного сопротивлений движению жидкости. По мнению авторов, транспортное сопротивление,отвечающее за подвод жидкости к фронту растекающейся капли, становится определяющим лишь в конце пропесса.

Необходимо заметить, что авторы применили уравнение кинетического режима для описания растекания металлов в системах, где угол смачивания далек от нулевого значения. В системах, где смачивание близко к абсолютному, это уравнение хуже согласуется с опытными данными, поскольку в этом случае форма капли уже в начале растекания сильно отличается от равновесной, что говорит о преобладании гидродинамического сопротивления движению жидкости на этой стадии процесса.

Л 7. =

Уо

4 + COS>Q.

COS0o + CDS QUW

Второй подход к описанию процессов растекания назовем гидродинамическим. Сущность его в том, что решается с определенными допущениями, система гидродинамических уравнений Навье-Сток-са и неразрывности для вязкой несжимаемой жидкости /18-20/. Авторы /18/ рассматривают квазистаиионарное безинерционное растекание жидкости.

При растекании капля жидкости проходит три последовательные стадии: на первой стадии капля при соприкосновении с твердой поверхностью быстро растекается в "лужицу" с острыми углами; на второй - происходит растекание этой "лужицы", на третьей скорость растекания быстро затухает и движение жидкости прекращается. Авторы обсуждают второй этап, считая его основным. За движущую силу растекания принимают равнодействующую поверхностных натяжений на периметре смачивания и считают ее постоянной на протяжении всего процесса. Препятствует растеканию, по их мнению, вязкое трение в жидкости. Режим считается вязким. Авторы /18/ получили удовлетворительное согласие приближенного решения с опытными данными при растекании, например, ртути по поверхности цинка, только вводя поправочный коэффициент 86 = 7-II, учитывающий увеличение силы трения из-за наличия угловых компонент скорости вблизи фронта растекания.

Более строго к описанию вязкого режима на этой стадии подошел А.И.Быховский /19/. Пренебрегая динамическими эффектами и принимая во внимание совместное действие гравитационных и капиллярных сил, он предположил, что форма растекающейся капли в каждый момент времени отвечает минимуму свободной энергии покоящейся капли. Решается изопериметрическая задача отыскания формы капли при неизменном объеме жидкости. В качестве движущей силы автор рассматривает силу, складывающуюся из равнодействующей поверхностных натяжений у переднего фронта капли и силы тяжести.Так же, как и в работе /18/, движение считается квазистационарным и безинерционным. Когда вкладом силы тяжести можно пренебречь, то зависимость радиуса пятна смачивания (t ) от времени {Т ) им получена /19/ в виде 1 ~ L , а когда преобладает сила тяжести - в виде 'Ег.

Подобные уравнения получены в работах /18-20/. Различие составляют лишь числовые коэффициенты, что обусловлено неодинаковыми допущениями, принятыми при решении системы гидродинамических уравнений. Аналогичные уравнения даются в работах /21-23/, авторы которых использовали другие подходы к решению задачи движения жидкости по твердой поверхности. В работе /24/ изучены конечные стадии растекания капель железа, кобальта, никеля по вольфраму, содержащему 27 мас.% рения и меди по железу. В этой работе в качестве движущей силы взят перепад давлений в капле и в тонких слоях, примыкающих к периметру. Установлено, что на этих стадиях растекания жидких металлов по поверхности твердых основное сопротивление - вязкое - сосредоточено в объеме жидкости, вблизи периметра смачивания перемещение вещества осуществляется миграционным механизмом.

Особенностью работ второй группы является то, что авторы совсем не анализируют начальные стадии растекания.

Пожалуй впервые анализ начальной стадии распространения жидкости по твердой подложке предпринят в работе /25/. В.В.Хлы-нов с соавторами приближенно оценили вязкое и инерционное сопротивления, выделив их из уравнения Навье-Стокса. Сравнивая эти сопротивления с движущей силой л<о, они получили уравнения для вязкого и инерционного режимов растекания капель шлака по поверхности твердых оксидов: т? ° 4а -Ъ , (1.3) = у (1.4) где Л. - начальный радиус капли; ^ - вязкость; JO - плотность жидкости.

В ряде случаев эти уравнения качественно согласуются с опытными данными. В течение всего процесса авторы считали Д<2> постоянной, а угол смачивания близким к равновесному. Необходимо отметить более позднюю работу /26/, в которой сделана попытка проанализировать начальные стадии растекания. В этой работе движущую силу авторы не принимают постоянной, а рассчитывают по формуле (I.I).

Тормозящую силу - силу вязкого сопротивления - выразили как в работе /21/. Однако, расчетное уравнение, неплохо согласующееся с опытными данными на последних стадиях растекания, удалось получить лишь в диапазоне углов 0О< 0< 60° где эе - поправочный коэффициент; V - объем капли.

Начальные стадии, пока G>60°, с помощью такого метода описать не удалось.

Итак, говоря об этих двух подходах к решению задачи самопроизвольного распространения жидкости по твердой поверхности, отметим два общих недостатка. Во-первых, обсуждаются только конечные, либо начальные стадии растекания. Во-вторых, при составлении уравнений движения в качестве силы сопротивления берут всегда какое-либо одно из торможений: сопротивление смачиванию, вязкое или инерционное, и режим процесса определяется, соответственно, этим сопротивлением. Если такой метод оправдан при анализе растекания на конечной стадии движения, когда жидкость распространяется по твердой подложке в виде тонкого слоя примерно одинаковой толщины, то при анализе первого этапа, где скорости изменения формы жидкости и растекания максимальны, трудно ожидать удовлетворительного совпадения теоретических и экспериментальных результатов.

Наибольших успехов в описании процесса растекания добились исследователи третьей группы./17,27/, которые попытались теоретически проанализировать весь процесс от момента соприкосновения жидкости с твердым телом до практически полной остановки движения жидкости и учесть все действующие на каплю движущие и тормозящие силы. Этот метод объединяет оба подхода, рассмотренных выше.

Используя известные выражения для сил сопротивления и движущих сил, авторы /27/ получили следующее дифференциальное уравнение :

-'Ж 4.л£а«mt^L^r) cFE 2*1. Ш1 <грягг* с. гт cFF и*и.б) где Л<3> - движущая сила процесса на периметре смачивания, при опенке которой принято, что форма капли в каждый момент времени близка к сфере или ее части; ГП - масса капли, К - константа, определяемая из опыта; второе слагаемое выражает силу кинетического сопротивления £цн , третье - силу инерции для плоской "лужицы" -fm , четвертое - силу тяжести , пятое - силу вязкого сопротивления -f . В начальной стадии растекания, когда капля по форме составляет часть полусферы, для силы инерции авторы получили соотношение, учитывающее, что жидкость может переместиться к периметру смачивания не только по длинному пути от центра лужицы параллельно подложке, но и по короткому перпендикулярно подложке: где CL - радиус капли. Эта формула лишь в числовых коэффициентах расходится с выражением для силы инерции, полученным дру> гим способом /17/.

Для силы тяжести в начальный момент времени авторы /27/ получили соотношение: пли в данный момент времени. Уравнение (1.6) авторы решали численным пошаговым интегрированием, считая в течение шага А^" (или д^ ) движение равноускоренным.

Авторам удалось выделить в общем балансе сил долю кинетического сопротивления на всех стадиях растекания. При растекании свиниа и цинка по железу (в условиях ограниченного смачивания) на протяжении почти всего процесса, фиксируемого в профиль, определяющий вклад в торможение вносит кинетическое сопротивление. Теоретически рассмотреть пропесс растекания с учетом нескольких сил, действующих на каплю, попытались авторы работы /17/. Для кинетического режима ими предложено уравнение, отличающееся от выведенного в /16/, лишь другим выражением для константы скорости, которая также определяется из опыта. Рассматривая инерционный режим, авторы предположили, что на периметре смачивания успевает установиться равновесный угол, т.е. на периметре отсут

1.7)

1.8) где 0 - значение угла, соответствующего равновесной форме каствует неуравновешенная сила поверхностных натяжений, а растекание происходит под действием перепада давлений в капле и в перешейке у поверхности твердого тела, который образуется в момент контакта капли с поверхностью. Силой сопротивления является инерционность подвода жидкости к фронту растекания. Приближенно рассчитывая из геометрических соображений силу инерции и движущую силу, авторы получили выражение для скорости растекания в инерционном режиме:

1.9) где CL - начальный радиус капли, 1 - текущее значение рада-уса пятна смачивания.

Приравняв скорости растекания в кинетическом режиме и в инерционном, получили уравнение для смешанного кинетически-инерционного режима: л/z A [ Ь И + - 6

2х°

1.10) где А и В - константы, определяемые из опыта по скорости растекания в начальные моменты времени.

Полагая, что вязкие силы действуют в перешейке, который образуется при наличии инерционного сопротивления, а движущей силой является перепад давлений, определили скорость растекания жидкости при вязком течении. Далее авторы представили каплю,растекающуюся по твердой подложке, как элемент Фойгта /28/ (хотя не привели доказательств о правомочности применения такой модели) и поделив движущую силу на соответствующие скорости, нашли вязкое и инерционное сопротивления. Скорость растекания при одно

19 • * временном действии инерционных и вязких сил они определили, поделив движущую силу на сумму вязкого и инерционного сопротивлений. Приравняв эту скорость скорости растекания в кинетическом режиме, получили уравнение, учитывающее силы поверхностных натяжений, давления, инерции и вязкости. Анализируя это уравнение, авторы пришли к выводу, что при растекании маловязких расплавов, какими являются, в частности, расплавленные металлы,вязкое торможение вносит пренебрежимо малый вклад в общее сопротивление движению на начальных стадиях процесса. В ряде случаев представленное уравнение удовлетворительно описывает опытные данные /29,30/. К недостаткам этого уравнения, наряду с математическими приближениями в расчетах, относятся следующие: никак не учитывается сила тяжести, которая вносит определенный вклад в общий баланс сил: сила тяжести в опытах авторов /29,30/ препятствует растеканию, поскольку капля перемещается по пластинке, подведенной к ее вершине и обусловливает уклонение формы капли от сферической. Кроме того, авторами не учтена сила сцепления с нижней подкладкой, хотя эта сила может быть существенной, особенно в начале растекания, когда происходит перетекание капли с нижней подкладки на верхнюю. Приведенные выше модели основываются на том, что при растекании значения величин ,6(2,<Зг , а также р и остаются постоянными иж меняются незначительно.

Используя аналогичный подход и элементы термодинамики необратимых процессов,Г.А.Григорьев /31/ рассмотрел процесс растекания в условиях интенсивного растворения подложки. Обозначив поток вещества через I см периметра смачивания за счет растекания через Jt , а за счет растворения подложки через Дг , он записал уравнение Онзагера: L44X4 + LaX«j ;

За. = + \-2г^г ) где Х{ и Хг - термодинамические силы, вызывающие соответственно растекание и растворение; - феноменологические коэффициенты. Выделив стационарное состояние, при котором = О, и равновесное, когда Х2- 0» автор получил выражение для константы скорости КЭфф и выражение для скорости растекания У" = = КЭср<р'<Х< , похожее на /16,17/, поскольку в нем Х< - равнодействующая поверхностных натяжений на периметре смачивания, но K=>f¥ учитывает растворение подложки. В работе /23/ приведено уравнение, выражающее зависимость радиуса пятна смачивания от времени с учетом изменения вязкости жидкого металла с растворимостью подложки при растекании титана и циркония по поверхности графита. Оказалось, что науглероживание металла приводит к повышению вязкости расплавов и к замедлению растекания. Обсуждается вязкий режим растекания жидкости с постоянным углом, равным 15°. Начальный этап растекания, когда происходит максимальное изменение контактного угла авторы не анализировали. В работах /32,33/ экспериментально показано влияние образования промежуточных фаз на скорость растекания. По мнению авторов, зависимость скорости растекания от этих параметров объясняется изменением <о12, составляющей движущей силы Л<о , которое обусловлено химическим взаимодействием жидкого и твердого металла. Выявлена активационная природа растекания. Показано, что сопротивление растеканию определяется скоростью химической реакции в месте контакта жидкого и твердого металла. Однако аналитически описать процесс растекания в системах с химическим взаимодействием компонентов авторам не удалось.

Как видно из приведенного обзора, анализу кинетических особенностей растекания жидкости по твердой поверхности посвящено большое число работ и достигнуты определенные успехи. Работ, относящихся непосредственно к кинетическим закономерностям смачивания, значительно меньше. Правда, уравнения растекания /15,16,20/ включают значение контактного угла и времени, следовательно, ими можно пользоваться для расчета скорости смачивания. Работы, посвященные непосредственно описанию зависимости контактного угла от времени, рассмотрены в обзоре /II/. Однако при выводе этих уравнений принято, что основное сопротивление является вязким, хотя при вязком торможении течение жидкости идет со значением контактного угла, близким к равновесному. Поэтому уравнения пригодны лишь для начальной стадии вязкого течения, когда контактный угол незначительно отличается от угла смачивания. Необходимо отметить поздние работы В.В.Хлынова и соавторов /30,17/, где дается зависимость контактного угла от времени для смешанного кинетико-инериионного режима растекания. Ими предложено уравнение, выражающее явную зависимость контактного угла от времени:

CjosQ *со S0 о 6 j ; (I.I2) • где В - константа, определяемая из опыта по скорости растекания в начальный момент времени.

При описании кинетики смачивания медью железа при 1473 К серебром железа, железом, кобальтом, никелем сплава вольфрама с 24% рения /30/ при 1823 К, солевыми флюсами корунда и железа при 1023 К /34/ это уравнение удовлетворительно согласуется с опытными данными.

Заключая теоретический анализ процессов смачивания и растекания, отметим, что большинство имеющихся уравнений, наряду с математическими приближениями при выводе учитывает не все движущие и тормозящие силы и в силу этого применимы для описания лишь частных этапов процесса. Уравнения, выведенные в работах /17,27/ с учетом всех сил, действующих на жидкость, еще не применялись к описанию всего процесса растекания. Проверка расчетов по этим уравнениям производилась сопоставлением с опытными данными, либо только о начале растекания, либо о завершающих стадиях, так как данных обо всем процессе распространения расплавов по твердым поверхностям, полученных в одном опыте, насколько нам известно, не имелось.

ВЫВОДЫ

1. В качестве сплава-связки при создании композиционных наплавочных материалов на основе карбонитрида титана предложен сплав, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к металлическим связкам композитов, не уступающий по свойствам известному сплаву МНМц 20-20, но тлеющий на 10% меньшую стоимость.

2. По заданию УЗТМ определены скорости смачивания и растекания бронз по стали 20 различной степени окисленности при температурах 1273-1473 и оценена адгезия фаз. Рекомендована в качестве плакирующего материала бронза Бр 0C8-I2, обеспечивающая хорошее смачивание, растекание и повышенную адгезию к стали в условиях автовакуумной наплавки крупногабаритных пар трения. Определена оптимальная температура наплавки и герметизации наплавочной емкости, обеспечивающая прочное соединение бронзы со сталью. Применение бронзы Бр ОС 8-12 позволило повысить качество наплавленного слоя.

3. Изучено смачивание двенадцати огнеупоров рельсовой сталью и марганцовистой сталью 09Г2. С учетом смачивания и адгезии этих сталей к различным оксидным огнеупорам обоснован выбор форстеритовых материалов для плит шиберной разливки стали: и сталеразли-вочных стаканов, позволивший снизить зарастание выпускного стакана при разливке стали.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создана новая экспериментальная установка для определения плотности и комплекса поверхностных свойств расплавов: поверхностного натяжения, краевых углов, кинетики растекания и смачивания жидкостями твердых и жидких поверхностей, позволяющая изучать статические свойства и динамические характеристики в зависимости от особенностей системы в вакууме, в защитной атмосфере в широком интервале составов и температур (от ликвидуса до 2Ю0 К) и проводить несколько опытов без разгерметизации печи. Совмещение боковой и верхней скоростной киносъемки растекающейся капли обеспечивает изучение скоростей от начала до завершения процесса.

С помощью совмещенной профильной киносъемки и киносъемки в плане изучили скорости смачивания и растекания расплавов системы

Cu-tslc-Mn по твердому железу и карбонитриду титана при 1473

I773K и опенили адгезию фаз. Расплавы этой системы с постоянным отношением = I и концентрация!®! меди от 0 до 100% распро

Мп] страняюгся по железу примерно с одинаковыми начальными скоростями, а для сплавов Cu-Nl эти скорости уменьшаются по мере увеличения содержания никеля.

С уменьшением концентрации меди интенсивнее убывали скорости смачивания и растекания расплавов, уменьшались конечные значения радиуса пятна смачивания. Начальные скорости смачивания и растекания расплавов Cu-Nl- Мп по карбонитриду титана уменьшаются с возрастанием концентрации меда в расплаве.

Повышение температуры с 1473 до 1773 К приводит к возрастанию скоростей смачивания и растекания, причем более интенсивному для тех систем, в которых взаимная растворимость контактирующих фаз изменяется сильнее.

С введением углерода в мельхиор до 0,16 мас.% начальная скорость растекания его по KHT-I6 возрастает примерно в 1,5 раза, а время достижения равновесия уменьшается.

С помощью численного интегрирования дифференциального уравнения движения жидкости по твердой поверхности выявили режимы на протяжении всего процесса растекания. В начале растекание осуществляется в кинетическом режиме, затем переходит в смешанный кинетико-инерционный и завершается в вязком, оценены доли соответствующих сопротивлений в процессе растекания.

Определены углы смачивания расплавами Cu-Mc-Мп твердого железа и карбонитрида титана. При введении до 40 мол.% никеля в медь они возрастают от 0° до 33° и при добавлеЕжи марганецни-келевого расплава от 0° для чистой меди до 25° для расплаваMn-Ni при 1573 К. Угол смачивания КНГ-16 марганецникелевым расплавом составил 22° и увеличивался до 38° при 90 мол.% Си в сплаве.дальнейший рост концентрации меди в расплавах приводит к возрастанию угла смачивания: чистая медь образует на карбонитриде титана угол Qo = 120°. С введением углерода в расплав мельхиора до 0,16 мае. % угол смачивания ШГ-16 снизился с 30° для безуглеродистого мельхиора до ~0°.

Получены новые данные по плотности и поверхностному натяжению расплавов Cu-NJl при 1573 К. В интервале температур 14731773 К определили плотность и поверхностное натяжение расплавов

Cu-Mu-Mn с Jl^L = I и концентрациями меди от 0 до 100%.Медь

Мп) поверхностно активна в медноникелевых расплавах и инактивна в марганецникелевых.

Опытная изотерма поверхностного натяжения при 1573 К практически совпадает с рассчитанной по уравнению Жуховицкого. Изотерма расплавов Сц-Ml-Mn при 1773 К с точностью до 3% описана модельно-термодинамическим уравнением.

Адгезия медноникелевых расплавов ( [Nc] до 40 мол.%) к железу при 1573 К оказалась практически постоянной ж равной 2580 глДж/м2. При введении меди в мельхиор МШц 20-20 до 90 тл.% р адгезия к железу возросла с 2330 до 2440 мДж/м'. Адгезия тех же расплавов к карбонитриду титана при 1473 К составила 2200 мДж/м? о

Адгезия чистой меди к карбонитриду титана равна 650 мДж/м'. Введение углерода в мельхиор до 0,21 мао.% сопровождается возрастанием его адгезии к KHT-I6 до 2300 мДж/м2.

На основании анализа полученных экспериментальных данных о кинетических и равновесных характеристиках смачивания и растекания расплавов системы Cu-Nk-Mn по твердому железу и карбонитриду титана показана возможность использоеэть в качестве сплава-связки для изготовления композиционного наплавочного материала на основе KHT-I6 вместо сплава МШц 20-20 сплав МШц 5-5, который не уступает по своим свойствам первому и оказывается более дешевым.

Изучены скорости смачивания и растекания бронз по стаж и ь ДЛЯ НАПЛДВКи ПАР ТРЕНИЯ. опенена адгезия фаз. Рекомендована^бронза Бр 0С8-Х2, обеспечивающая высокие скорости смачивания, растекания, повышенную адгезию к стали 20, хорошее качество наплавленного антифрикционного слоя. Рекомендована оптимальная температура наплавки и герметизации наплавочной емкости.

Совместно с сотрудниками ПО "Уралмаш" и института химии УШ АН СССР оформлена заявка на изобретение способа автовакуумной наплавки антифрикционной бронзы Бр 0C8-I2 на стальную основу крупногабаритных пар трения, позволящегополучить заметную экономию.

Изучили смачивание различных чистых и промышленных огнеупоров рельсовой и марганцовистой сталью 09Г2. Рекомендован оптимальный состав огнеупора (форстеритсодержащий) для изготовления сталеразливочных стаканов и плит шиберных затворов для разливки стали на НТМК.

В заключение автор сердечно благодарит профессора, доктора технических наук С.И.Попеля за научное руководство и помощь при выполнении данной работы, благодарит кандидата технических наук Т.В.Захарову и весь коллектив кафедры "Теория металлургических процессов" за внимание к работе и содействие в ее выполнении.

1. Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Пайка металлов. - 3-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

2. Справочник по пайке / Под ред. С.Н.Лоцманова, И.Е.Петрунина, В.П.Фролова. М.: Машиностроение, 1975. - 407 с.

3. Шехтер С.Я., Шварцер А.Я. Наплавка деталей металлургического оборудования. Справочник. -М.: Металлургия, 1981. 160 с.

4. Нетеса И.В., Максимович Б.И., Дудко Д.А. и др. Наплавка композиционным сплавом крупногабаритных плит для армирования рабочих поверхностей распределительного конуса доменной печи. -Сварочное производство, 1975, № 9, с.15-16.

5. Верхотуров А.Д., Панасюк А.Д., Козина Г.К. и др. Исследование кинетики растекания и формирования поверхностного слоя для системы твердый сплав жидкий металл. - Электронная обработка материалов, 1977, & 4, с.20-22.

6. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Козина Г.К. и др. Контактное взаимодействие твердых сплавов с мельхиорами. В кн.: Износостойкие наплавочные материалы на основе тугоплавких соединений. Киев: Наукова думка, 1977, с.25-29.

7. Нечепуренко А.С. Использование физико-химических исследований при разработке технологии получения наплавочного материала на основе двойного борида титанохрома. В кн.: Проблемы порошковой металлургии. Л.: Наука, 1982, с.93-98.

8. Панасюк А.Д., Кудинов В.Д., Дзыкович И.Я. и др. Исследование взаимодействия твердого сплава KHT-I6 с жидкими металлами и сплавами. Сверхтвердые материалы, 1980, В 5, с.12-16.

9. Дудко Д.А., Нетеса И.В., Максимович Б.И. и др. Износостойкие композиционные сплавы для наплавки деталей засыпных аппаратовдоменных печей. В кн.: Сварочные материалы. Киев: Наукова думка, 1972, с.5-8,

10. Саркисов B.C. Композиционный материал на основе зерен карбида вольфрама и марганцевого мельхиора. Сварочное производство, 1974, & 9, с.23-24.

11. Попель С.И. Поверхностные явления в высокотемпературных системах. В кн.: Теория металлургических процессов. - М.: ВИНИТИ, 1978, с.100-199.

12. Гегузин Я.Е. Диффузия по реальной кристаллической поверхности. В кн.: Поверхностная диффузия и растекание. М.: Наука, 1975, с.Ц-77.

13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред, М.: Гос. изд-во тех.-теор.лит., 1954. - 795 с.

14. Попель С.И., Павлов В.В., Кожурков В.Н. и др. Некоторые вопросы теоретического и экспериментального исследования поверхностных явлений. В кн.: Поверхностные явления в расплавах. Киев: Наукова думка, 1968, с.86-105.

15. Blake T.D., Haunes J.M. Kinetics of Liquid/Liquid.

16. Displacement.- J. Colloid and Interface Sci., 1969,30,N3,p.421-423.

17. Хлынов В.В., Пастухов Б.А., Фурман Е.Л. и др. Кинетика растекания и пропитки твердых тел жидкостью. В кн.: Поверхностные свойства расплавов. Киев: Наукова думка, 1982,с.151-188.

18. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. - 232 с.

19. Быховский А.И. Растекание. Киев: Наукова думка, 1983. -192 с.

20. Рауд Э.А., Сумм Б.Д., Щукин Е.Д. Растекание ньютоновской жидкости по поверхности твердого тела. ДАН СССР, 1972, 205,5, с.1134-1137.

21. Щукин Е.Д., Горюнов Ю.В., Деньщикова Г.И. и др. О распространении жидких металлов по поверхности твердых металлов в связи с адсорбционным эффектом понижения прочности. Коллоидный журнал, 1963, 25, Ш I, с.108-114.

22. Горюнов Ю.В. Физико-химические закономерности распросгранео онияния жидкого металла по твердой металлической поверхности. Успехи химии, 1964, 33, 19, с.1062-1084.

23. Елютин В.П., Костиков В.И., Маурах М.А. Определение скорости растекания жидкого титана по поверхности графига. В кн.: Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик: Каб.-Балк.кн.изд., 1965, с.352-357.

24. Хлынов В.В., Пастухов Б.А., Боксер Э.1. Кинетика конечных стадий распространения расплавов по твердым поверхностям. -Журн.физ.химии, 1978, 52, J' 7, с.1666-1670.

25. Хлынов В.В., Сорокин Ю.В., Есин О.А. Изучение кинетики растекания расплавов по поверхности твердых окислов. Журн.физ. химии, 1967, 41, Л 7, с.1764-1769.

26. Сумм Б.Д., Рауд Э.А., Щукин Е.Д. Кинетика ограниченного смачивания твердых тел. Докл. АН СССР, 1973, 209, Л' I, с.164--166.

27. Павлов В.В., Попель С.И. Кинетическое сопротивление растеканию и его доля в общем балансе сил. В кн.: Адгезия расплавов и пайса материалов. Киев: Наукова думка, 1978, вып.З,с.3-12.

28. Рейнер М. Деформация и течение. М.: Гостопиздат, 1963. -403 с.

29. Хлынов В.В., Боксер Э.Л., Пастухов Б.А. Растекание расплавов по твердым поверхностям. Изв.вузов. Черная металлургия, 1977, В 8, с.13-17.

30. Пастухов Б.А., Хлынов В.В., Боксер Э.Л. Начальные стадии растекания вязкой жидкости при ограниченной скорости смачивания. Журн.физ.химии, 1979, 53, В 2, с.290-293.

31. Григорьев Г.А. О кинетике смачивания в условиях интенсивного растворения. Изв.вузов. Черная металлургия, 1973, JS 5, с.13-18.

32. Еременко В.Н., Лесник Н.Д., Пестун Т.О. и др. Исследование кинетики растекания алюминия по железу. В кн.: Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев: Наукова думка, 197I, с.203-206.

33. Еременко В.Н., Иванова Т.О., Лесник Н.Д. Закономерности растекания в металлических системах. В кн.: Поверхностные свойства расплавов. Киев: Наукова думка, 1982, с.174-189.

34. Морохин В.А., Кауфман А.С., Боксер Э.Л. и др„ Режим смачивания включений в алюминиевых сплавах жидкими солевыми флюсами. Там же, с.231-236.

35. Найдич Ю.В., Журавлев В.О. О методике определения степени смачивания твердых тел металлическим! расплавами. В кн.: Адгезия расплавов. Киев: Наукова думка, 1974, с.32-41.

36. Найдич Ю.В., Неводник Г.М. Кинетика растекания жидкой меди по твердым металлическим поверхностям. В кя.: Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев: Наукова думка, 1971, с.238-241.

37. Попель С.И., Захарова Т.В., Павлов В.В. Растекание свинцо-во-оловянистых расплавов и пинка по поверхности железа.

38. В кн.: Адгезия расплавов. Киев: Наукова думка, 1974, с.53--58.

39. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка, 1972. - 196 с.

40. Гребенник И.П., Тонкопряд А.Г. Распространение жидкого галлия по поверхности тонких пленок серебра и золота.

41. В кн.: Смачиваемость и поверхностные свойства расплавов и твердых тел. Киев: Наукова думка, 1972, с.58-61.

42. Сорокин Ю.В., Хлынов В.В., Есин О.А. Кинетика растекания фторидно-оксидного расплава по твердым окислам. Журн. физ»химии, 1966, 40,1s 7, с.1598-1603.

43. Захарова Т.В., Попель С.И. Поверхностное натяжение пинка, смачивание им железа и адгезия фаз. Изв.вузов. Черная металлургия, 1972, 18, с. 17-20.

44. Найдич Ю.В., Перевертайло В.М., Неводник Г.М. Автоматическая установка для изучения сверхбыстрых процессов растекания металлических расплавов. Завод.лаб., 1976, № I, с. 39-41.

45. Лесник Н.Д., Пестун Т.С., Еременко В.Н. Кинетика растекания жидких металлов по поверхности твердых тел. Порошковая металлургия, 1970, & 10, с.83-89.

46. Тарасова А.А., Кирдяшкина Л.П. Влияние температуры на растекание цинка по поверхности стали. В кн.: Физическая химия границ раздела контактирующих фаз. Киев: Наукова думка, 1976, с.117-122.

47. Еременко В.Н., Кострова Л.И., Лесник Н.Д. Изучение процесса растекания олова по кобальту. В кн.: Адгезия расплавов и пайка материалов. Киев: Наукова думка, 1983,вып.1., с.33-36.

48. Вайерман А.Е., Константинова Г.П., Обуховский З.В. Исследование растекания жидких медных сплавов по поверхности стали. -В кн.: Современное состояние высокотемпературной металлографии. М.: Наука, 1974, с.126-137.

49. Новосадов B.C., Петрунин И.Е., Шеин Ю.Ф. и др. Кинетика растекания металлов по железу, меди, никелю в зависимости от степени вакуумирования. В кн.: Смачиваемость и поверхностные свойства расплавов и твердых тел. Киев: Наукова думка, 1972, с.53-56.

50. Авраамов 10.С. Изменение поверхностной энергии но плоскостям (ПО) и (100) монокристаллов железокремнистого сплава под влиянием газов в атмосфере отжига. Физика металлов и металловедение, 1968, 26, ВЗ, с.527-534.

51. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Козина Г.К. Смачивание тугоплавких карбидов жидкими металлами. Порошковая металлургия,1968, В II, с.42-48.

52. Туманов А.В., Митин Б.С., Панов B.C. ИсследоваЕне кинетики смачивания карбида и карбонитрида титана расплевами интерме-таллидов никеля. Журн.физ.химии, 1980, 54, JS 6, с.1434-1437.

53. Еременко В.Н., Ниженко В.И. Поверхностные свойства сплавов на основе никеля. В кн.: Поверхностные явления е расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев: Мзд-во АН УССР, 1963, с.97-109.

54. Ясинская Г.А. Смачиваемость тугоплавких карбидов, боридов и нитридов расплавленными металлами. Порошковая металлургия, 1966, В 7, с.53-55.

55. Самсонов Г.В., Виницкий Й.М. Тугоплавкие соединения (справочник). 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1976 . -560 с.

56. Ramqvist Ъ. Wetting of Metallic Carbides by Liquid Copper, Nickel, Cobalt and Iron.- Int. Journal of Powder Met.,1965, 1, M, p.2-21.

57. Самсонов Г.В., Ясинская Г.А. К вопросу о взаимодействии тугоплавких соединений с расплавленными металлами. Порошковая металлургия, 1964, В 5, с.16-22.

58. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Козина Г.К. Смачивание тугоплавких карбидов жидкими металлами. Порошковая металлургия, 1968, I II, с.42-48.

59. Туманов В.И., Функе В.Ф., Беленькая Л.И. Смачиваемость сплавов карбидов Ntd-VC и N^C-TdC никелем. В кн.: Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев: Изд-во АН УССР, 1963, с.167-172.

60. Humenik М., Parikh N.M. Cermets:I, Fundamental Concepts Related to Microstructure and Physical Properties of Cermet Systems.» J. Amer. Cer. Soc., 1956, £9, N2, p.60-65.

61. Walen T.J., Humenik M. Surface Tension and Contact Angles of Copper-Nickel Alloys on Titanium Carbide.- Trans, of Metal. Soc. AIME, 1960, 218, N5, p.952-956.

62. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Козина Г.К. и др. Взаимодействие карбидов металлов 1Уа подгруппы с металлами с емейства железа. Порошковая металлургия, 1972, 1' 7, с.66-70.

63. Функе В.Ф., Туманов В.И., Козлов А.Г. и др. Смачиваемость сплавов TlC-Z^C , TlC-VC жидким никелем. В кн.: Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик: Каб-Балк.кн.изд., 1965, с.397-404.

64. Туманов В.И., Функе В.Ф., Беленькая Л.И. Некоторые данные по смачиваемости окиси алюминия и карбидов металлами группы железа. Журн.физ.химии, 1962, 36, JS 7, с.1574-1577.

65. Humenik M., Parikh N.M. Cermets: II, Wettability and Micro-structure studies in Liquid-phase Sintering.- J. Amer. Ceram. Soc., 1957, 40, N9, p.$15-320.

66. Parikh N.M. Cermets: III, Modes of Fracture and Slip in Cemented Carbides.- J. Amer. Ceram. Soc., 1957, 40, N10, p.335-339.

67. Камышов B.M., Есин O.A., Чучмарев O.K. Смачивание нитридов переходных элементов расплавленными оксидами и металлами. -Журн. физ. химии, 1966, 40, В 3, с.262-263.

68. Аникеев Е.Ф., Костиков В.И., Филимонов Е.Ф. Изучение процессов смачивания тугоплавких покрытий на графите жидкими металлами. В кн.: Адгезия металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1977, с.30-33.

69. Мышко Ю.Д., Клибус А.В., Ганченко М.Н. и др. Исследование смачиваемости некоторых твердых сплавов мельхиором МШЦ20-20. Порошковая металлургия, 1974, $ 9, с.51-55.

70. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Козина Г.К. и др. Контактное взаимодействие твердых сплавов с мельхиорами. В кн.: Износостойкие наплавочные материалы на основе тугоплавких соединений. Киев: Наукова думка, 1977, с.25-29.

71. Чучмарев С.К., Есин О.А., Камышов В.М. Адгезия нитридов к стали и шлаку. Изв.вузов. Черная металлургия, 1967, А? I, с.16-20.

72. Самсонов Г.В., Панасюк А.Д., Боровикова М.С. и др. Контактное взаимодействие нитрида титана с жидким никелем и его сплавами. Изв.вузов. Цветнаям еталлургия, 1974, №4, с. 8186.

73. Livey D., Murray P. Warmfeste und korrosionbest obige Sinteriwerkstoffe, Plansee Seminar, Reuttle/Tird, 1957»

74. Нетеса И.В. Исследование свойств композиционных сплавов. Ав-тореф.дис. на соиск. учен, степени канд.техн.наук. Киев:1977 (Институт проблем материаловедения АН УССР).

75. Кудинов В.Д. Исследование и разработка безвольфрамовых композиционных сплавов и технологии упрочнения деталей доменных печей. Дис. на соиск.учен.степени канд.техн.наук. Свердловск: 1981 (Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова).

76. А.с. 410296 (СССР). Устройство для исследования смачивания и поверхностного натяжения металлов / Гриц Н.М., Дмитриев Б.М., Попов Д.С., Чирков М.М. Опубл. в Б.И., 1974, В I.

77. Найдич Ю.В., Журавлев B.C. Определение смачивания, поверхностного натяжения и плотности методом покоящейся капли с дозировкой сплавов в процессе эксперимента. Зав.лаб., 1971, В 4, с.452-453.

78. Ниженко В.И., Данько Н.Ф. Установка для определения свободной поверхностной энергии, плотности и вязкости жидких металлов. Там же, с.46-51.

79. Данилин Б.С., Минайчев В.Е. Основы конструирования вакуумных систем. М.: Энергия, 1971. - 392 с.

80. Технология тонких пленок. Справочник / Под ред. Л.Майсела, Р.Глэнга. Том I. М.: Сов.радио, 1977. 664 с.

81. Рот А. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М.: Энергия,1971. - 464 с.

82. Попель С.И. Теория металлургических процессов. М.: ВИНИТИ, 1971. - 132 с.

83. Захарова Т.В. Растекание расплавов ( Pfe-Sn и Zn ) по поверхности твердых металлов и адгезия фаз. Дис. к:а соиск. учен, степени канд.техн.наук. Свердловск, 1973 (Уральский политехнический институт игл.С.М.Кирова).

84. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л.: Наука, 1974. - 108 с.

85. Захарова Т.В., Попель С.И., Гаврилова А.В. Кинетика растекания тройных расплавов Pt-Sn-J^ по железу и адгезия фаз. В кн.: Поверхностные свойства расплавов. Киев: Наукова думка, 1982, с.205-208.

86. Захарова Т.В., Сивков М.Н., Попель С.И., Жуков А.А., Зала-зинский А.Г. Установка для исследования плотности и поверхностных свойств расплавов. В кн.: Адгезия расплавов и паша материалов. Киев: Наукова думка, 1983, вып.II, с.30-33.

87. Еременко В.Н., Фесенко В.В. Скорости пропитки карбида титана медно-никелевыми сила вши. В кн.: Поверхностные явления в металлах и сплавах и их роль в процессах порошковой металлургии. Киев: Изд-во АН УССР, 1961, с.178-18I.

88. Сивков М.Н., Захарова Т.В. Растекание меди по твердым металлам. В кн.: Научно-техническая конференция "'Совершенствование способов получения и технологии обработки металлов и сплавов: Тезисы докладов, Свердловск: Изд. УПИ, 1984, с.77.

89. Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов (одно- и двухкомпонентные системы). Справочник. М.: Металлургия, I98I.-20I с.

90. Хансен И., Андерко К. Структуры двойных сплавов: В 2-х т. -М.: Металлургиздат, 1962. т.1, 637 с.

91. Сивков M.H., Захарова Т.В., Попель С.И., Корчемкин А.В. Кинетика растекания медно-никелевых расплавов по поверхности твердого железа. Изв.вузов. Черная металлургия, 1984,4, с.1-5.

92. Арсентьев П.П., Коледов А.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. - 376 с.

93. Итин В.И., Табаченко А.Н., Панин В.Е. и др. Исследование взаимодействия железа с расплавами никель-марганец, легированными хромом и кобальтом. В кн.: Физическая химия поверхности расплавов. Тбилиси: Мецниереба, 1977, с.300-306.

94. Баталин Г.И., Стукалов В.А., Нещименко Н.Я. и др. Термодинамические свойства двойных жидких сплавов марганец-никель. Журн.шиз.химии, 198I, 55, I 10, с.2469-2471.

95. Сивков М.Н., Захарова Т.В. Смачивание расплавами Cu-Nc твердого железа и адгезия таз. В кн.: Тезисы научных сообщений

96. У Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов. 21-23 сентября. 4.2. Экспериментальные исследования жидких и аморфных металлов. Свердловск: Изд. УШ АН СССР, 1983, с.319-320.

97. Вайсбурд С.Е., Фишер Ю.В., Новикова Н.Н. Параметры вязкого течения расплавов медь-никель. Там же, с.317-318.

98. Герцрикен С.Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М.: Гос.изд-во физ.мат.лит., I960. - 560 с.

99. Щукин Е.Д., Сумм Б.Д. Роль процессов распространения адсорб-ционно-активной среды по поверхности твердых тел в проявлении адсорбционного понижения прочности. В кл.: Поверхностная диффузия и растекание. М.: Наука, 1969, с.161-187.

100. Трохименко Я.К., Любич Ф.Ф. Инженерные расчеты на микрокалькуляторах. Киев: Техника, 1980. - 383 с.

101. Фесенко В.В., Еременко В.Н., Василиу М.И. Поверхностное натяжение медно-никелевых сплавов. В кн.: Поверхностные явления в металлах и сплавах и их роль в процессах порошковой металлургии. Киев: Изд. АН УССР, 196I, с.48-50.

102. Фесенко В.В., Еременко В.Н., Василиу М.И. Поверхностное натяжение сплавов системы NL-Си . Журн.физ.химии, 1961, 35, В 8, с. 1750-1751.

103. Monma К., Suto Н. Experimental Studies of Surface Tensionof Substitutional Binary Alloys.- J Japan Inst. Metals,x1960, 24, N3, p.163-167.

104. Туманов В.И., Функе В.Ф., Беленькая Л.И. и др. Влияние легирования на поверхностное натяжение металлов группы железа. Изв. АН СССР, ОТН. Металлургия и топливо, 1962, В 6, с.43-48.

105. Чурсин В.М., Герасимов С.П. Влияние химического состава на поверхностное натяжение оловянных бронз. С5.тр. Моск.веч. металлург.ин-та, 1972, вып.12, с.121-123.

106. Свешков Ю.В., Каменецкий М.В. Изучение активности и ряда других свойств в жидких сплавах меди с кобальтом и никелем. В кн.: Физическая химия границ раздела контактирующих фаз. Киев: Наукова думка, 1976, с.135-138.

107. Хантадзе Д.В., Бзиава К.П., Сенкара Я. и др. Плотность и поверхностное натяжение двойных расплавов меди с никелем и сурьмой. Сообщ.АН Груз.ССР, 1979, 93, В I, с.93-96.х) Цитируется по справочнику /88/.

108. Найдич Ю.В., Перевертайло В.М., Логинова О.Б, Поверхностные свойства и адгезия к графиту и алмазу расплавов Nc-Mn-Ge , Nc-Mn-Cu , Mi.- Мп~ Зп . Журн.физ.химии, 1984, 58, №7, с. 1810-1812.

109. Срывалин И.Т., Есин О.А., Никитин 10.П. Термодинамические свойства расплавов системы медь-никель-сера. Изв.вузов. Цветная металлургия, 1958, А? 4, с.66-72.

110. Найдич Ю.В., Еременко В.Н., Фесенко В.В. и др. Температурная зависимость поверхностного натяжения жидкой меди. -Журн.физ.химии, 1961, 35, Je 3, с .694-695.

111. Найдич Ю.В., Еременко В.Н. Метод "большой капли" для определения поверхностного натяжения и плотности расплавленных металлов при высоких температурах. Физика металлов и металловедение , 1961, П, № 6, с.883-888.

112. ИЗ. Хиля Г.П., Иващенко Ю.М., Еременко В.Н. Исследование температурной зависимости свободной поверхностной энергии и плотности жидких сплавов медь-германий. В кн.: Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев: Наукова думка, 1971, с.149-153.

113. Чевдов В.П. Поверхностные свойства и плотность сплавов на основе серебра. Автореф. дне. на соиск.учен.степени канд. техн.наук. Свердловск: 1972 (Институт металлургии УЩ АН СССР).х)

114. Быкова Н.А., Шевченко В.Г. Плотность и поверхностное натяжение меди, алюминия, галлия, индия и олова. В кн.: физико-химические исследования жидких металлов и сплавов. / Тр.Инт-та химии УНЦ АН СССР. Свердловск: 1971, вып.29, с. 42-46.

115. Попель С.И., Павлов В.В. Термодинамический расчет поверхностного натяжения растворов. В кн.: Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик: Каб.-Балк. кн.изд-во, 1965, с.46-60.

116. Попель С.И., Павлов В.В., Залазинский А.Г. Номограммы для расчета поверхностного натяжения растворов. Свердловск: Изд. УПИ, 1974. 8 с.

117. Найдич 10.В., Перевертайло В.М., Неводник Г.М. Поверхностные свойства расплавов NcC и СоС . Изв. АН СССР. Металлы, 1972, №2, с.87-90.

118. Джемилев Н.К., Попель С.И., Царевский Б.В. Изотермы поверхностного натяжения расплавов железо-марганеи-кремний. В кн.: Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик: Каб.-Балк.кн.изд-во, 1965, с. 306-311.

119. Кожурков В.П. Поверхностные свойства расслаивающихся жидких металлов. Системы 5 zflj-(Fe-bii) ; ^-(bll-Co) . Дис.на соиск.учен.степени канд.техн.наук. Свердловск:1970 (Уральский политехнический институт игл.С.М.Кирова).т)

120. Цитируется по справочнику /88/.1. УГЛЕВОДА

121. Бурылев Б.П. Влияние разных элементов на растворимость в жидком марганце и его сплавах. Изв.Byзов. Черная металлургия, 1964, I 10, с.5-12.

122. Найдич Ю.В., Перевертайло В.М., Лебович Э.М. Связь термодинамической и адгезионной активности компонентов при смачивании твердых тел расплавами. В кн.: Адгезия расплавов и пайка материалов. Киев: Иаукова думка, 1976, вып.I,с.28-31.

123. Еременко В.Н. Многокомпонентные сплавы титана. Киев: Изд-во АН УССР, 1962. 210 с.

124. Самсонов Г.В., Папасюк А.Д., Козина Г.К. и др. Влияние добавок молибдена на межфазное взаимодействие в системе "двойной борид титана и хрома никелевый сплав". - В кн.: Адгезия металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1977, с.45--47.

125. Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностные свойства железоуглеродистых расплавов на границе раздела расплав-пар и расплав-графит. В кн.: Поверхностные явления зз расплавах. Киев: Наукова думка, 1968, с.130-139.

126. Иванова Т.С. Кинетика растекания и контактное взаимодействие в металлических системах с промежуточными фа вами. Дис. на соиск. учен. степ.канд.хим. наук. Киев: 19.76 (Институт проблем материаловедения АН УССР).

127. Гельман А.С., Барышев М.С. О взаимодействии сталей с газами в условиях автовакуумного нагрева при сварке. Сварочное производство, 1971, № 5, с.9-11.

128. Попель С.И., Царевский Б.В., Бабкин В.Г. Смачивание огнеупорных окислов металлическими и шлаковыми расплавами. -Огнеупоры, 1974, № 9, с .52-58.

129. Петров Г.К., Евсеева В.Б., Перчик Э.Б. и др. Исследование взаимодействую между металлом и футеровкой при плавке в вакууме. В кн.: Современные проблемы электрометаллургии стали. Челябинск: Изд. ЧПИ, 1978, с.73-79.

130. Сивков М.Н. Смачивание расплавами Mn-Nt-Cu карбонитрида титана. В кн.: Научно-техническая конференция "Совершенствование способов получения и технологии обработки металлов и сплавов. Тезисы докладов. Свердловск: Изд. УПИ, 1984, с.78-79.1. ДРИЛООНйй

131. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ1. У Р А Л М А Ш"т28 mm 1984 г., №г. Свердловск1. Е Р Ж Д А Ю за1. Г.Н. Вашилов1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

132. Наплавка осуществлена аЕтовакуумным способом с применением дополнительной формы и отдельного контейнера для бронзы. Процесс прошел устойчиво. Качество изделий признано удовлетворительным. Работа признана целесообразной для промышленного внедрения.

133. Экономия на себестоимости от использования автовакуумного способа наплавки Бр0С8-12 е расчете на одну скользящую опору экскаватора составляет 564 руб.

134. Заведующий отделением -/Главный сЕарщик ,f Начальник НИОловтОГЕрыпа1. Е.А. Кириллов

135. Применение форстеритсодер&ащих огнеупоров позволило уменьшить зарастание канала сталеразливочного стакана и стабилизировать режим разливки стали, повысить стойкость отдельных элементов футеровки сталеразливочных ковшей и фурм для продувки металла,

136. Начальник лаборатории огнеупоров Нижне-рГаг11ль-ского металлургического комбинатаг§