Mechanism of an acoustic wave impact on steel during solidification

Mecanismo de impacto de una onda acústica en el acero durante la solidificación

El tratamiento acústico del acero en una lingotera puede ser la etapa final del proceso de mejora de la calidad de un lingote de acero. El impacto de la radiación y la presión de cavitación, así como los fenómenos relacionados con la onda acústica emitida y enviada al acero líquido, debilitado a diversos aspectos, como la fragmentación de la estructura interna, la rigidez o la densidad del acero. El artículo proporciona un análisis del mecanismo de impacto de los fenómenos físicos causados ​​por una onda acústica que afecta a la calidad de un lingote de acero.

INTRODUCCIÓN

En la práctica, los lingotes de acero no son químicamente homogéneos. Esta falta de homogeneidad, también conocida como segregación de elementos, depende de la calidad del acero fundido, así como de numerosos y complejos procesos de licuefacción de los componentes del acero durante la solidificación. Un mayor contenido del componente dado en el acero en comparación con su contenido medio determina la aparición de una segregación positiva (+) de elementos, mientras que en el caso contrario se produce una segregación negativa (-). La segregación más extensa de elementos se observa en las zonas que cristalizaron más tarde.

Durante el proceso de fundición y solidificación del acero en lingoteras, no se realizan esfuerzos para reducir la segregación. Sin embargo, uno de los métodos para reducir el grado de segregación de los elementos puede ser el tratamiento acústico del acero líquido en una lingotera. La información que comprende una descripción de la propagación de ondas acústicas en un medio específi co como es el acero líquido presente en una lingotera no se ha proporcionado de forma exhaustiva, y los resultados presentados [1] permiten prever la efi cacia del tratamiento ultrasónico de metales en función de la conexión entre su sobrecalentamiento y el intervalo de la zona bifásica entre las temperaturas de liquidus y solidus. Los mecanismos de propagación de las ondas acústicas descritas en diversas publicaciones se refieren a metales de bajo punto de fusión.

IMPACTO DE ONDAS ACÚSTICAS EN ACERO LÍQUIDO

Los efectos directos del impacto de energía acústica incluyen los cambios de estructura de los metales durante la solidificación [2 - 5]. Las vibraciones provocadas por los ultrasonidos eliminan las estructuras columnares y ejercen una influencia positiva en la formación de ganancias equiaxiales. Esto, a su vez, influye en la homogeneidad de los metales y reduce su heterogeneidad. Los cambios estructurales en los metales en solidificación se producen debido a los procesos que tienen lugar en la zona de dos fases, como la mezcla y la formación de núcleos cristalinos.