Жидкая сталь представляет собой сплав железа с различными элементами-примесями. Сочетания этих примесей многообразны, поэтому свойства жидкой стали изменяются в широких пределах. Если определять с высокой точностью зависимость свойств жидкой стали от изменения температуры или концентрации примесей, то немонотонное (скачкообразное) изменение свойств характерно для изменения структуры жидкости (разупорядочивания или, наоборот, ассоциации атомов, возникновения микрогруппировок, расслаивания и т. п.).
Свойства жидкости, которые зависят от изменения ее структуры, называют структурно-чувствительными. К их числу прежде всего относят^
-
плотность
-
вязкость
-
поверхностное натяжение
-
электрическую проводимость
-
теплопроводность
-
скорость распространения звука и др.
В металлургии стали наиболее часто используют данные о плотности, вязкости и поверхностном натяжении.
Плотность
Плотность является одним из важнейших структурно-чувствительных свойств и определяется выражением ρ=1/Vуд, где Vуд —удельный объем жидкого (или твердого) металла; Vуд = Vат + Vсв, где Vат - сумма объема атомов или молекул, не изменяющаяся при изменении температуры и давления; Vсв — свободное пространство между атомами (молекулами), которое изменяется при изменении внешних условий.
Вязкость
Вязкость, так же как и плотность, является важнейшим физико-химическим свойством жидкости. Вязкость (внутреннее трение) характеризует свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление необратимому перемещению одной их части относительно другой при сдвиге, растяжении или других видах деформации.
Гистерезис вязкости
Известны многочисленные эксперименты, в ходе которых был установлен гистерезис вязкости жидкой стали, заключающийся в несоответствии значений вязкости, полученных в режимах нагрева и охлаждения металла: вязкость расплава в режиме охлаждения после нагрева часто оказывается выше вязкости при первоначальном нагреве.
