Расчет скорости охлаждения при закалке сплавов из жидкого состояния

Abstract

Предложена методика расчета скорости охлаждения υ тонкого слоя расплавленного металла на массивной теплопроводящей подложке. Проведены расчеты величины υ слоя лантана на медной подложке в регулярном режиме охлаждения в зависимости от толщины слоя l и коэффициента теплоотдачи на границе расплав−подложка α и получено уравнение, связывающее скорость охлаждения с параметрами l и α. Путем сравнения расчетных и экспериментальных данных установлено, что значения коэффициента теплоотдачи возрастают с уменьшением толщины слоя. Определены зависимости α(l), характерные для различных методов закалки из расплава, и получено эмпирическое соотношение, описывающее зависимость скорости охлаждения от толщины слоя в диапазоне 10⁻¹−10⁴ µm.

The procedure for calculation of cooling rate υ of a thin layer of molten metal on massive heat conducting substrate is proposed. The calculations of values of υ for a layer of lanthanum on a copper substrate at regular regime as a function of the layer thickness l and the heat transfer coefficient at the melt-substrate interface α have been performed and the equation which relates the cooling rate with the parameters l and α has been obtained. By comparison between the calculated and experimental data it has been established that values of the heat transfer coefficient increase with lowering of layer thickness. The α(l) dependencies specific for various melt-quenching techniques have been determined and the empirical relation which describes the rate of cooling as a function of the layer thickness ranged from 10⁻¹ to 10⁴ µm has been obtained.