Кинетика осадочного раскисления

Изучение кинетики процессов раскисления представляет большие трудности, поскольку с ней тесно связаны вопросы формирования продуктов раскисления, удаления их из расплавленного металла, поведения их в твердом металле в процессе его охлаждения, пластической деформации и службы металлических изделий и т.п. Таким образом, кинетика осадочного раскисления является составной частью проблемы "неметаллических включений в стали".

Процесс раскисления и растворение раскислителей в металле проходит через следующие этапы:

1. Плавление и растворение раскислителей в металле;

2. Акт химического взаимодействия кислорода, растворенного в металле, с введенными в него раскислителями;

3. Образование продуктов раскисления - зародышей новой фазы в объеме жидкого металла;

4. Рост образовавшихся зародышей продуктов раскисления (их коалесценция, коагуляция или агломерация - укрупнение за счет спекания):,

5. Удаление за счет всплывания и переход включений из металла в другую, контактирующую с ним жидкую, а иногда и твердую фазу.

Сложность всех этих процессов и широкое разнообразие факторов, оказывающих большое, а иногда и решающее влияние на кинетику той или иной из этих стадий оправдывают огромное количество исследований, посвященных неметаллическим включениям в стали. Вопрос усложняется еще и тем, что в процессе охлаждения жидкого металла и его кристаллизации происходит ряд дополнительных явлений, определяющих образование новых включений, видоизменение ранее уже существовавших, формирование многофазных включении и т.п. Большое значение имеет еще и то, что на химический состав, физические свойства, размеры и поведение отдельных включений решающее влияние часто оказывают весьма различающиеся микролокальные условия, а именно отклонения от среднего химического состава металла, температуры, гидродинамических ситуаций и т.п.

Все эти особенности невозможно предусмотреть или учесть. Поэтому большинство из правил или закономерностей, установленных на основе положений физической химии, учений о массо- и теплопереносе в расплавленном металле и т.п. не является всеобщими и исключающими всевозможные, иногда даже многочисленные отклонения, частичные, а иногда и значительные нарушения научных прогнозов и предположений. Сложность вопроса усугубляется тем, что для суждений об образовании и поведении каждого конкретного включения необходимо знать и количественно оценить целый ряд локальных условий и определяемых ими явлений. Поскольку такой подробный анализ в рамках настоящей работы невозможен, ограничился здесь рассмотрением лишь общих вопросов кинетики процессов раскисления стали.