ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ
The paper is devoted to the study of crystallization processes and structure formation in metallic alloys, including under external thermomechanical action in the liquid state and during solidification. As the main approach, physical modeling methods were employed in these investigations. Low-meltin...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/316 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| _version_ | 1867026078032199680 |
|---|---|
| author | Нурадинов, А.С. Чистяков, О.В. Нурадинов, І.А. |
| author_facet | Нурадинов, А.С. Чистяков, О.В. Нурадинов, І.А. |
| author_sort | Нурадинов, А.С. |
| baseUrl_str | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-02T11:23:55Z |
| description | The paper is devoted to the study of crystallization processes and structure formation in metallic alloys, including under external thermomechanical action in the liquid state and during solidification. As the main approach, physical modeling methods were employed in these investigations. Low-melting (melting point t ≤ 100 °C) Wood’s and Rose’s alloys and transparent organic media such as salol, camphene, and diphenylamine were used as objects of study. Various physical modeling techniques (microvolume method, flat and bulk specimen methods, etc.) were applied in the experiments to evaluate scale effects in the test samples. The studies carried out have disproved the surface and bulk crystallization theories reported in the literature, which relate the undercooling of liquid metal prior to crystallization to its superheating and to the mechanism of the influence of elastic vibrations on nucleation in metal melts. It has been shown that the effect of metal superheating temperature during melting on the degree of undercooling before crystallization is governed by the dependence of the concentration of sparingly soluble impurities present in the melt on temperature. It has been established that the mechanism of the influence of elastic vibrations on nucleation in metal melts consists in increasing the nucleation rate of crystals through the formation of growth steps (dislocations) on the surfaces of adsorbed nuclei due to their cavitation erosion and mechanical friction with each other and with the walls of the casting molds. The mechanism of the influence of vibration on the formation of crystalline structures of cast metal billets has been determined. It is based on the appearance of the following additional effects in their crystallization processes: partial destruction of columnar crystals on the heat-extracting surfaces and redistribution of their fragments throughout the melt volume as a result of vibrational mixing; an increase in the nucleation rate of crystals in metal melts; and the provision of continuously intensive heat extraction from the solidifying melt due to a reduction in the thickness of the thermal barrier on the mold walls caused by the destruction of columnar crystals on these surfaces. |
| doi_str_mv | 10.15407/plit2026.02.018 |
| first_indexed | 2026-06-03T01:02:16Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.plit-periodical.org.ua:article-316 |
| institution | Casting Processes |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-03T01:02:16Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.plit-periodical.org.ua:article-3162026-06-02T11:23:55Z INFLUENCE OF THERMAL-TIME TREATMENT AND ELASTIC VIBRATIONS ON THE CRYSTALLIZATION OF METAL ALLOYS ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ Нурадинов, А.С. Чистяков, О.В. Нурадинов, І.А. металеві сплави органічні середовища домішки перегрів переохолодження зародження кристалів кристалізація пружні коливання metallic alloys organic media impurities superheating undercooling crystal nucleation crystallization elastic vibrations The paper is devoted to the study of crystallization processes and structure formation in metallic alloys, including under external thermomechanical action in the liquid state and during solidification. As the main approach, physical modeling methods were employed in these investigations. Low-melting (melting point t ≤ 100 °C) Wood’s and Rose’s alloys and transparent organic media such as salol, camphene, and diphenylamine were used as objects of study. Various physical modeling techniques (microvolume method, flat and bulk specimen methods, etc.) were applied in the experiments to evaluate scale effects in the test samples. The studies carried out have disproved the surface and bulk crystallization theories reported in the literature, which relate the undercooling of liquid metal prior to crystallization to its superheating and to the mechanism of the influence of elastic vibrations on nucleation in metal melts. It has been shown that the effect of metal superheating temperature during melting on the degree of undercooling before crystallization is governed by the dependence of the concentration of sparingly soluble impurities present in the melt on temperature. It has been established that the mechanism of the influence of elastic vibrations on nucleation in metal melts consists in increasing the nucleation rate of crystals through the formation of growth steps (dislocations) on the surfaces of adsorbed nuclei due to their cavitation erosion and mechanical friction with each other and with the walls of the casting molds. The mechanism of the influence of vibration on the formation of crystalline structures of cast metal billets has been determined. It is based on the appearance of the following additional effects in their crystallization processes: partial destruction of columnar crystals on the heat-extracting surfaces and redistribution of their fragments throughout the melt volume as a result of vibrational mixing; an increase in the nucleation rate of crystals in metal melts; and the provision of continuously intensive heat extraction from the solidifying melt due to a reduction in the thickness of the thermal barrier on the mold walls caused by the destruction of columnar crystals on these surfaces. Роботу присвячено дослідженню процесів кристалізації та структуроутворення металевих сплавів, у тому числі в умовах зовнішніх термосилових впливів на них у рідкому стані та при твердненні. При проведенні цих досліджень як основний застосовано метод фізичного моделювання. Об’єктами для вивчення стали низькотемпературні (tпл.≤ 100°С) металеві сплави Вуда і Розе та прозорі органічні середовища салол, камфен та дифеніламін. При проведенні експериментів застосовано різни методики фізичного моделювання (методи мікрооб’ємів, плоских та об’ємних зразків тощо) для оцінки впливу масштабних у дослідних зразках. У результаті проведених досліджень спростовано висловлені в літературі теорії поверхневої та об’ємної кристалізації щодо залежності переохолодження рідкого металу перед кристалізацією від його перегріву та механізму впливу пружних коливань на зародкоутворення у розплавах металів. Доведено, що вплив температури перегріву металів при плавленні на ступінь їх переохолодження перед кристалізацією зумовлений залежністю концентрації наявних у них обмежено розчинних домішок. Встановлено, що механізм впливу пружних коливань на зародкоутворення у розплавах металів полягає у підвищенні швидкості зародження кристалів через створення ступенів росту (дислокації) на поверхнях адсорбованих зародків при їх кавітаційної ерозії та механічному терті між собою та зі стінками ливарних форм. Визначено механізм впливу вібрації на формування кристалічних структур литих металевих заготовок, який полягає у появі додаткових ефектів у процесі їх кристалізації, а саме: руйнування частини стовпчастих кристалів на поверхнях тепловідведення та розподіл цих уламків по об’єму розплаву в результаті його перемішування; підвищення швидкості зародження кристалів у розплавах металів; забезпечення постійної інтенсивного тепловідведення від розплаву, що твердне, за рахунок зниження товщини теплового бар’єру на стінках ливарних форм в результаті руйнування стовпчастих кристалів на них. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2026-05-29 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/316 10.15407/plit2026.02.018 Casting processes; Casting processes №2 (164) 2026; 18-30 Процеси лиття; Процеси лиття №2 (164) 2026; 18-30 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/316/328 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | металеві сплави органічні середовища домішки перегрів переохолодження зародження кристалів кристалізація пружні коливання Нурадинов, А.С. Чистяков, О.В. Нурадинов, І.А. ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title | ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title_alt | INFLUENCE OF THERMAL-TIME TREATMENT AND ELASTIC VIBRATIONS ON THE CRYSTALLIZATION OF METAL ALLOYS |
| title_full | ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title_fullStr | ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title_full_unstemmed | ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title_short | ВПЛИВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ ТА ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ НА КРИСТАЛІЗАЦІЮ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ |
| title_sort | вплив термочасової обробки та пружних коливань на кристалізацію металевих сплавів |
| topic | металеві сплави органічні середовища домішки перегрів переохолодження зародження кристалів кристалізація пружні коливання |
| topic_facet | металеві сплави органічні середовища домішки перегрів переохолодження зародження кристалів кристалізація пружні коливання metallic alloys organic media impurities superheating undercooling crystal nucleation crystallization elastic vibrations |
| url | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/316 |
| work_keys_str_mv | AT nuradinovas influenceofthermaltimetreatmentandelasticvibrationsonthecrystallizationofmetalalloys AT čistâkovov influenceofthermaltimetreatmentandelasticvibrationsonthecrystallizationofmetalalloys AT nuradinovía influenceofthermaltimetreatmentandelasticvibrationsonthecrystallizationofmetalalloys AT nuradinovas vplivtermočasovoíobrobkitapružnihkolivanʹnakristalízacíûmetalevihsplavív AT čistâkovov vplivtermočasovoíobrobkitapružnihkolivanʹnakristalízacíûmetalevihsplavív AT nuradinovía vplivtermočasovoíobrobkitapružnihkolivanʹnakristalízacíûmetalevihsplavív |