Obrabotka Metallov 2013 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (59) 2013 50 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 1. Материалы и методики исследования Исследуемый материал базового состава си- минала имел следующий состав, %: SiO 2 – 37,0; Al 2 O 3 -14,0; CaO – 11,3; FeO – 5,8; Fe 2 O 3 – 9,9; MgO – 10,8; MnO – 0,3; K 2 O + Na 2 O – 1,5; TiO 2 – 0,1. Технология получения симинала включает перегрев, достижение в расплаве ликвации и по- следующее быстрое охлаждение для фиксирова- ния этого строения в твердом состоянии [4]. Явление ликвационной дифференциации возникает, когда одна жидкая фаза (расплав каменного литья) распадается на две несме- шивающиеся между собой жидкости (рис. 1). Рис. 2. Влияние фазового разделения на форму кривых термического расширения симиналов ( 1 , 2 , 3 – типы кривых) Рис. 1. Структура симинала с ликвационным разделением Предельный случай полного ликвационного разделения – образование двух несмешиваю- щихся слоев жидкости, различных по составу и свойствам [5]. Состояние ликвационной диф- ференциации расплава можно проследить на диаграмме состояния. Дилатометрические испытания проводились в динамической атмосфере Не (гелий особой чи- стоты) со скоростью потока 50 мл/мин , при этом скорость нагрева образца составляла 5 К/мин. Измеряемый КТР представляет собой сред- ний по объему КТР для двух фаз, присутствую- щих в структуре симинала. В то же время, ни T g , ни T d не являются средними величинами. Любой переход в стеклообразное состояние независимо от других влияет на форму кривой расширения. Таким образом, может быть определена каждая T g . Поскольку в структуре симинала содержится две фазы с разными физическими свойствами, температура размягчения материала T d зависит от температуры более легкоплавкой фазы, кото- рая, в свою очередь, является более вязкой. Более тугоплавкие фазы с увеличением температуры не растворяются в легкоплавкой фазе, а образу- ют отдельные участки, по форме повторяющие течение расплава. На рис. 2 показаны кривые термического расширения для неоднородных симиналов, со- держащих две фазы. На этих кривых видны две точки перехода в стеклообразное состояние. Такая форма кривой наблюдается в том случае, когда более вязкая фаза является непрерывной, и температура несмешиваемости располагается выше T g более вязкой фазы. Кривые этого типа характерны для бариевосиликатных систем, где температуры несмешиваемости пре- вышают T g каждой фазы. На кривой термического рас- ширения неоднородного образца может быть только одна точка пере- хода в стеклообразное состояние (см. рис. 2). В этом случае кривая мо- жет напоминать соответствующую кривую для гомогенного материала, если более вязкая фаза существует только в виде более мелких обосо- бленных участков, или демонстри- ровать широкую область постепен- ного размягчения, если более вязкая фаза изначально обладает связной морфологией. Первый тип кривой присущ натрий-хромит-силикатным системам, в которых концентрация оксида-модификатора превышает спинодальный предел [6].