Розрахунок кінетики просування фронту кристалізації ізосолідус залізовуглецевих сплавів у кокільних циліндричних формах
Processy litʹâ, 2021, Tom 144, №2, p.23-30
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2021.02.023Ключові слова:
виливок, циліндр, затвердіння, Fe-С, 0,04...4,83 % С, тривалість, солідус, кінетикаАнотація
Надійшла 21.03.2021
УДК 621.746.62
Мета роботи – оцифрування експериментальних термографічних вимірів процесів твердіння в кокілі циліндричних виливків із залізовуглецевих сплавів, їх інтерполяція для діапазону вмісту вуглецю 0,1...4,83 % і розробка графоаналітичної методики побудови кінетики просування фронту ізосолідус. Сучасні аналітичні розрахунки твердіння і охолодження виливків методом інтегрального теплового балансу Стефана-Шварца, А. І. Вейника, М. І. Хворінова не дозволяють встановити вплив хімічного складу сплаву, повітряного зазору між затверділим шаром металу і кокілем, ступінь чорноти поверхні, розширення кокілю при нагріванні, усадки метала виливка та залежність теплофізичних коефіцієнтів від температури. Програми комп’ютерного моделювання процесів затвердіння підвищують точність розрахунків тільки за умови адаптації з результатами експериментальних вимірювань температур твердіння виливків, що мають конкретний хімічний склад. В роботі оцифровано результати дев’яти експериментальних досліджень процесів твердіння циліндричних виливків зі сплавів Fe-C, отримані Б. Б. Гуляєвим, О. Н. Магницьким, Л. М. Постновим в координатах параметричного критерію (τ/R2) і відносної товщини (х/R) затверділого шару металу (х). Отримані залежності кристалізації 100 % твердої фази з кроком 0,05 х/R інтерполювали в діапазоні вмісту вуглецю 0,04...4,83 %. Наведено приклади розрахунку тривалості твердіння циліндричних виливків різних хімічних складів, а за гіпотезою приведеної товщини М. І. Хворінова можливо встановити в першому наближенні тривалість затвердіння виливків у формі куля і плита. Отримані результати рекомендовано використовувати для оцінки точності комп’ютерного моделювання процесів затвердіння еталонних сплавів Fe-C і подальшого корегування теплофізичних коефіцієнтів, які взято в розрахунках. Побудовано кінетику просування фронту ізосолідус для сплаву Fe-0,3%C, який охолоджується в циліндричній виливниці, розрахована його загальна тривалість затвердіння. Використовуючи графіки в координатах τ/R2 і х/R можна розрахувати тривалість кристалізації виливків різних розмірів, мінімальний час безпечного переміщення виливниці зі злитком з кесона до ділянки охолодження виливків для виконання технології гарячого посаду злитка в термічну піч, реалізувати технологію впливу на рідкий метал в ливарній формі або газодинамічного тиску в процесі кристалізації рідкої фази.
Посилання
Ghuljaev, B.B., (1950). Zatverdevanye y neodnorodnostj staly. Moskva-Lenynghrad: Metal- lurghyzdat, 227.
Khvorynov, N.Y., (1958). Krystallyzacyja y neodnorodnostj staly. Moskva: perevod s cheshskogho. Mashghyz, 392.
Kumanyn, Y.B., (1957). Ob usadochnoj porystosty v otlyvkakh. Lytejnoe proyzvodstvo. No. 4, 20. 18-23.
Raddl, R.U., (1960). Zatverdevanye otlyvok. Moskva: perevod s anghlyjskogho. Mashghyz, 392.
Vejnyk, A.Y., (1960). Teoryja zatverdevanyja otlyvok. Moskva: Mashghyz, 435.
Ghuljaev, B.B., (1960). Lytejnыe processы. Moskva-Lenynghrad: Mashghyz, 416.
Gholod, V.M., Denysov V.A. (2007). Teoryja, kompjjuternыj analyz y tekhnologhyja staljnogho lytjja. Sankt-Peterburgh: YPC SPGhUTD, 610.
Lejbenzon, V.O., Piljushenko, V.L., Kondratenko, V.M., Khrychykov, V.Je., Nedopjokin, F.V., Bilousov, V.V. & Dmytrijev, Ju.V. (2009). Tverdnennja metaliv i metalevykh kompozycij. Kyjiv: Naukova dumka, 447.
Nazaratyn, V.V., & Vasylevskyj, P.F., (1968). Эksperymentaljnoe yssledovanye processa zatverdevanyja staljnыkh otlyvok pry razlychnыkh uslovyjakh okhlazhdenyja. Moskva: CNYYTMASh, №183, 119. 111-121.
Khrychikov, V. E., & Menyailo E. V. (2011). Temperature Patterns and Pouring Limits of High- Strength Cast Iron during Solidification in the Combined Chill-Sandy Mold Box. Metallurgical and Mining Industry, Vol. 3, no. 2, 41. 39–43.
Ghyrshovych, N.Gh., red. (1978). Spravochnyk po chughunnomu lytjju: kollek. monoghr. Lenynghrad: Mashynostroenye, 758.
Selivjorstov, V.Ju., Khrychykov, V.Je., Kucova, V.Z., Menjajlo, O.V. & Savegha D.O. (2009). Patent Ukrajiny na korysnu modelj №46128 U 2009 06107. Sposib otrymannja vylyvkiv. Zajavl. 10.12.2009, opubl. 10.12.2009. Bjul. № 23.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 О. Д. Семенов, В. Є. Хричиков, В. З. Куцова, О. В. Меняйло
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
