ПАРАМЕТРИ КОНТАКТНОГО ПЛАВЛЕННЯ В СИСТЕМІ Fe–C У ДИФУЗІЙНОМУ НЕСТАЦІОНАРНОМУ РЕЖИМІ - Осадчук, А. А. (Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2022)
Досліджено контактне плавлення (КП) в системі Fe–Cгр. (вуглець), а саме визначено залежності пересування фронтів рідкої фазі під час плавлення від часу та температури, а також визначено енергію активації процесу КП. Досліджень з КП в системі Fe–C небагато, що є досить невиправданим з погляду розповсюдженості залізовуглецевих сплавів та застосування контактного зварювання у промисловості. Пояснити таку поведінку дослідників можна складністю проведення експериментів за достатньо високої температури та існуванням стабільної (Fe–Cгр.) та метастабільної (Fe–Fe3С) систем. У більшості ці дослідження носять описовий характер та не мають математичних моделей. Для спрощення процесу моделювання запропоновано взяти сталь тільки з вмістом Fe та Cгр. (вуглецю). Чисельно визначені параметри контактного плавлення у дифузійному нестаціонарному режимі (за якого отримана рідка фаза не видаляється із зони контакту) в системі Fe–Cгр., знайдені залежності пересування фронтів рідкої фази та енергія активації процесу. Для створення математичної моделі контактного плавлення на основі законів дифузійного масопереносу, спочатку апроксимовано лінії ліквідусу (BC і CD) та солідусу (BE) стабільної системи Fe–Cгр. На основі законів дифузії в аустеніті та у рідкому залізовуглецевому сплаві отримана система двох нелінійних рівнянь з інтегральними функціями. Ця система чисельно розв’язана за допомогою прикладної математичної програми Maple, в результаті чого отримано параметри, які визначають швидкість пересування рідкої фази в залежності від температури процесу та початкового вмісту вуглецю у залізі. Визначено, що товщина прошарку рідкої фази в ізотермічних умовах зростає за параболічним законом і визначається співвідношенням коефіцієнтів дифузії компонентів системи. Отримані коефіцієнти, що визначають швидкість зростання маси рідкої фази за різних температур, апроксимовано за допомогою прикладної програми Data Fit, саме як залежність Арреніуса, результатом чого стало визначення параметра та енергії активації контактного плавлення в системі Fe–Cгр.