Fractal Model of Graphite Formation in High- Strength Iron
The mechanism of compact graphite inclusions structure formation is still one of the key parts in developing methods of globular modification applied in production of high-strength cast iron with globular graphite. Comparing the peculiarities of the shape of such inclusions lead to the conclusion that the mechanism of their growth is substantially described by Witten- Sandsers’s cluster DLA-model.
О.В. Соценко, д.т.н., профессор,
Национальная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск
Механизм формирования структуры компактных графитных включений остается одним из ключевых в разработке методов глобуляризирующего модифицирования в производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ). Сопоставление особенностей формы графитных включений в высокопрочном чугуне на разных стадиях их формирования дает основания утверждать, что механизм их роста в значительной мере описывается кластерной DLA-моделью Виттена–Сандера.
Исследование механизма формирования включений шаровидного графита является весьма важным источником экспериментальной информации о процессах графитообразования. В связи с этим интересно рассмотреть применимость методов фрактальной геометрии к описанию морфологических особенностей и механизма формирования глобулярных включений графита в высокопрочном чугуне. Фрактальный подход отвечает более высокому уровню анализа и понимания физической природы систем и явлений. Его идеи и методы уже многие годы успешно используются в различных областях — в экономике, геодезии, металлургии, литейном производстве и др. В последние десятилетия количество публикаций о фракталах и приложениях фрактальной геометрии в науке и технике возрастает во всем мире экспоненциально. Фрактальный анализ позволяет на основе универсальных закономерностей существенно упростить многие сложные процессы и объекты, что важно для понимания их сущности, моделирования и описания.
Один из основоположников теории фракталов Б. Мандельброт определяет фрактал как структуру, состоящую из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Самоподобие является главной особенностью иерархической организационной структуры фракталов. Самоподобие, или масштабная инвариантность, подразумевает, что внешняя, наблюдаемая форма изучаемого объекта или явления, представленная в графическом виде, включает в себя большое количество копий (клонов) разного масштаба, образовавшихся по одному и тому же механизму. Как геометрический объект фрактал характеризуется дробной (нецелой) размерностью.
