Здійснено теоретичне й експериментальне узагальнення закономірностей процесів кристалізації, термокапілярного масопереносу ліквуючих домішок, формування кристалічної структури та властивостей твердіючих литих заготовок за умов теплосилових дій на рідкий і твердіючий розплав. За методами фізичного та математичного моделювання на підставі результатів експериментальних досліджень визначено закономірності тепломасопереносу у рідких і твердіючих сплавах за умов диференційованого тепловідводу, зовнішнього тиску, вібрації та газоімпульсного перемішування. Доведено важливу роль конвекції у формуванні структури зливків і одержано дані щодо кількісного зв'язку процесів кристалізації та структуроутворення зі значенням температурного градієнту за перерізом зливків. Аналітично й експериментально підтверджено гіпотезу - просування ликватів у міждендритних ділянках твердіючих сплавів відбувається не внаслідок молекулярної дифузії, а в результаті розвитку капілярного та конвективного масопереносів і взаємопов'язана з виникненням міжфазних сил на межі ліквуючих речовин і зростаючих кристалів. Установлено кількісний взаємозв'язок кінетики просування ліквата з параметрами зовнішнього тиску. Експериментально доведено, що реалізація механізму дії вібрації на твердіючий розплав пов'язана з умовами зовнішнього тепловідводу: за інтенсивного тепловідводу механізм дії вібрації на розподіл полягає у руйнуванні фронту кристалізації за рахунок ударних навантажень пружних хвиль, а за умов слабкого тепловідводу - у створенні центрів кристалізації за рахунок розвитку кавітації. Науково обгрунтовано оптимальні параметри газоімпульсного перемішування сплавів. Віброобробка твердіючих сталевих, чавунних і алюмінієвих зливків забезпечила суттєве подрібнення макро- та мікроструктури у сталі, утворення тонкодиференційної графічної евтектики у чавуні, рівномірний розподіл евтектики в алюмінієвому сплаві, підвищення на 15 - 45 % пластичних властивостей сталі та на 33 - 54 % алюмінієвого сплаву, а також суттєве зниження остаточних напруг у сталевих зливках і зварювальних швах.

  Завантажити