IMG53

na to, że współczynnik dyfuzji w fazie ciekłej dla roztworu substytucyjnego wynosi około 10 ⁵ cm²/s, czas trwania okresu początkowego przy prędkościach wzrostu i gradientach stężeń spotykanych w czasie spawania jest wyjątkowo krótki.

W tabeli 6.3 przedstawiono wymiary charakterystyczne w okresie początkowym dla chromu i niklu A™_cw zależności od prędkości przemieszczania płaszczyzny rozdziału R.

Tabela 6.3

Wymiary charakterystyczne X_e w okresie początkowym dla k_oCr = 1,3 i &_oNj = 0,4 [77]

R, cm/s	X^Cre, pm	X^Nie, pm
0,1	3,85	12,5
0,25	1,54	5,0
0,50	0,77	2,5
1,0	0,39	1,25
2,0	0,19	0,63
5,0	0,08	0,25

Wartości &_oCl i £_oNi zostały określone na podstawie pseudopodwójnego układu 70% Fe i 30% (Ni + Cr)

Ze względu na to, że prędkość przemieszczania się płaszczyzny rozdziału jest proporcjonalna do stosowanych prędkości spawania, wartości R w tabeli 6.3 odpowiadają parametrom stosowanym podczas spawania różnymi metodami. W wypadku małych prędkości spawania długość okresu początkowego może wynosić kilka mikrometrów, a w wypadku dużych prędkości staje się znacznie mniejsza. Jeżeli weźmie się pod uwagę, że &_oNj < 1, to długość wymiaru charakterystycznego i czas trwania okresu początkowego są większe niż dla chromu (k_oCr> 1). Gradienty stężeń Cr i Ni w okresie początkowym można określić w sposób analityczny. Na rysunku 6.51 przedstawiono gradienty stężeń Cr i Ni określone analitycznie w funkcji długości okresu początkowego dla prędkości spawania R = 0,17, 0,42 i 1,05 cm/s.

Ponieważ współczynniki rozdziału wynoszą: A:_oCr = 1,3 i &_oNi = 0,4, w stali zawierającej 70% Fe, 20% Cr i 10% Ni początkowa faza stała będzie miała skład 26% Cr i 4% Ni. W miarę postępu krystalizacji faza stała stopniowo się wzbogaca w Ni i ubożeje o Cr, aż do momentu, gdy skład fazy stałej zacznie się zbliżać do składu nominalnego C₀, tzn. do rozpoczęcia okresu ustalonego. Należy zwrócić uwagę, że stężenie Ni (&_oNi < 1) osiąga skład nominalny wolniej od Cr (&_oCr > 1).

Ze względu na to, że wielkość okresu początkowego jest odwrotnie proporcjonalna do szybkości wzrostu R, zwiększenie prędkości przemieszczania płaszczyzny rozdziału spowoduje skrócenie okresu początkowego i obniżenie gradientów stężeń Cr i Ni. Warunki krystalizacji odpowiadające okresowi ustalonemu są osiągane znacznie szybciej, jeżeli prędkości spawania są większe, a strefy o stężeniach wzbogaconych lub zubożonych powstające w okresie początkowym stają się węższe.

263