Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 1 2018 61 MATERIAL SCIENCE Рис. 4. Зависимость скоростей образования и роста зерна от перегрева Fig. 4. Dependence of grain formation and grain growth rates on superheating Рис. 5. Зависимость времени окончания первичной рекристаллизации от перегрева Fig. 5. Dependence of the end of primary recrystalliza- tion on superheating Δ Т , К Δ Т , К На рис. 6 показано распределение среднего размера рекристаллизованного зерна D по ра- диусу полого катода для различных значений z , рассчитанное для q max = 3,5 МВт/м 2 и t = 54 c (см. рис. 1 и 2). Видно, что изменение D по радиусу незначительно по сравнению с его изменением по длине катода. Поэтому на рис. 7 показано рас- пределения роста зерна по длине активной зоны катода для радиуса, отвечающего середине стен- ки катода. Из-за высоких скоростей образования заро- дышей рекристаллизации N зерно уменьшается на более горячих участках катода и увеличива- ется на более холодных (см. рис. 2 и 3), где ско- рость роста рекристаллизованнго зерна G > N (см. рис. 4). Следует отметить, что средний раз- мер зерна после первичной рекристаллизации, получаемый в рамках уравнений (4), (9), (16), очень чувствителен к параметрам модели. В ка- честве значений параметров для расчета (пред- ставлены выше) мы взяли значения, полученные в исследованиях разных авторов [24, 29, 30]. Такой набор параметров мог оказаться неопти- мальным для материала конкретного катода. Для сравнения на рис. 8 представлен пример фото- графии излома катода плазмотрона на длине 50 мм. Рис. 6. Распределение размера рекристаллизованно- го зерна по радиусу катода при q max = 3,5 МВт/м 2 : 1 – при z = 0 мм; 2 – при z = 20 мм; 3 – при z = 70 мм Fig. 6. Distribution of the size of the recrystallized grain along the radius of the active zone of the cathode at q max = 3.5 MW/m 2 : 1 – is for z = 0 mm; 2 – is for z = 20 mm; 3 – is for z = 70 mm