твердости материала, согласующееся с результатами металлографиче-
ских исследований. При плотности тока через образец
7
,
3
·
10
6
А/м
2
увеличение твердости в среднем составило 40%. Вместе с тем при
обработке отливки электрическим током в процессе ее кристаллиза-
ции уменьшается разброс твердости материала по сечению. Твердость
периферийной и центральной областей образца, кристаллизация ко-
торого происходила в обычных условиях, различается примерно на
12
,
5
%. Для образца, обработанного электрическим током при кри-
сталлизации (
j
= 7
,
3
·
10
6
А/м
2
)
различие в твердости для указанных
областей образца составило
∼
4
,
4
%. Учитывая, что твердость иссле-
дованного сплава определяется геометрией и размером эвтектики, рас-
творимостьюкремния в твердом растворе, можно сделать вывод, что
электрический ток интенсифицирует процессы переноса компонентов
в сплаве.
Ниже представлена упрощенная физическая модель, позволяющая
объяснить временнуюзависимость падения напряжения на образце
U
(
t
)
, для чего рассмотрено движение фронта кристаллизации в попе-
речном направлении за счет теплообмена с формой.
Пусть в начальный момент времени объем жидкого металла имеет
температуру фазового перехода
Т
ф
.
п
. Рассматриваемый объем имеет
форму цилиндра (рис. 4) радиусом
а
и длиной
l
;
ζ
— координата фрон-
та кристаллизации. Коэффициент теплоотдачи на поверхности кон-
такта металла с формой —
k
, Вт/(м
2
·
K);
Т
0
— температура окружения
(формы).
Рис. 4. Геометрические параметры образца
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 1
69
