2) скорости всплывания шлаковых частиц в жидком металле.

Способность шлаковых частиц к коагуляции в свою очередь зависит от температуры металла, поверхностного натяжения на границе «шлаковая частица — жидкий металл», вязкости как включений, так и жидкого металла, и др. Чем выше температура металла и поверхностное натяжение частиц, меньше их вязкость, тем легче протекает их коагуляция. Тугоплавкие включения, имеющие повышенную вязкость, плохо коагулируют и поэтому распределяются в металле в дисперсном виде (БЮ.,; А12Оэ).

" Скорость всплывания шлаковых частиц зависит от их размера, вязкости жидкого металла, разницы в удельном весе частицы и ме-

Рис. 145. Схема распределе-Рис. 146. Типы вклю-

ния возможных шлаковыхчений.

талла и др. Эту скорость приближенно можно определить с помощью формулы Стокса:

v = 2л2(7ж-9м~Ъч) В см/сек,(VI.71)

гдег — радиус частицы, см;

Тж. м — Тш. ч -— разность в плотности жидкого металла и шлаковой частицы, г/см3; у} — вязкость жидкого металла, дин • сек/см2; g — ускорение силы тяжести (981 см/сек2).

Как видим, скорость всплывания частиц тем больше, чем крупнее частица, меньше ее плотность и вязкость металла, в котором она движется. С этой точки зрения нежелательны мелкодисперсные слабо коагулирующие включения (Si02; AL03), обладающие малой скоростью всплывания и загрязняющие металл.

На скорость всплывания шлаковых частиц заметно влияет наличие конвективных потоков в металле, выделение из металла пузырей, перемешивающих металл и увлекающих шлаковые частицы к поверхности металлической ванны. Значительная часть шлаковых частиц выталкивается к поверхности сварочной ванны растущими кристаллитами металла шва.

Распределяются шлаковые включения в металле по-разному. Эвтектики, образуемые этими включениями с металлом или между собой, располагаются по границам зерен в виде прослоек или точечных скоплений (рис. 145, а). Шлаковые включения в виде само-

стоятельных фаз (рис. 145, б) могут иметь различную форму: / -групповые дисперсные включения глобулярной формы; 2 -»- игольчатые включения различной величины; 3— отдельные крупные включения — глобулярные, веретенообразные и др. По внешнему виду (форме, окраске) шлаковые включения могут быть отнесены к тому или иному типу (табл. 38, рис. 146).

Типы включений

Форма и величина шлаковых включений оказывают заметное рлияние на механические и физические свойства металла. Крупные остроугольные включения ( 5 мкм) снижают выносливость металла — предел усталости. Мелкие включения ( 5 мкм) округлой формы не влияют на предел прочности и пластичности при статических испытаниях, а также на предел усталости металла, но увеличение их сопровождается некоторым снижением ударной вязкости и повышением склонности швов к кристаллизационным трещинам. Выделение включений FeO, FeS и других по границам зерен, особенно в виде сплошных прослоек, придает металлу хрупкость, иногда красноломкость. Посторонние включения заметно уменьшают коррозионную стойкость металла. Однако мельчайшие, субмикроскопические включения, равномерно распределенные в металле (например, ТЮ2; А1203), могут быть и полез-•ными, так как они становятся дополнительными центрами кристаллизации и способствуют измельчению структуры.

Ликвация в металле шва. Ликвацией называется неравномерное распределение элементов, химических соединений и других составляющих в металле. К числу сильно ликвирующих элементов относятся углерод, сера и фосфор.

В металле шва наблюдаются преимущественно два вида ликва-.ции — дендритная и зональная. В свою очередь дендритная .ликвация может быть двух видов — внутри- и межкристал--дитная.