Розроблено математичну модель, що уможливлює в межах єдиного феноменологічного підходу дослідити стійкість пласкої фазової межі протягом спрямованого тверднення двокомпонентного сплаву з урахуванням впливу стрибка густини на фазовій межі та тепловідведення через тверду фазу. Виявлено складну картину чергування областей стійкості та нестійкості, чутливу до зміни параметрів вирощування та температурного градієнту на фронті кристалізації. Області нестійкості характеризуються великим набором частот збурень, що розвиваються з різними швидкостями. Показано, що неусувна течія рідкої фази, спричинена стрибком густини, відіграє головну роль у втраті стійкості фронту твердіння та реалізується для збурень з будь-яким хвильовим числом k >> 0.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203 + К616.33-1

Рубрики:

Кристалізація металів і сплавів

Безперервне лиття

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К203 + К61-13 + К615.4

Рубрики:

Кристалізація металів і сплавів

Ливарне виробництво (фасонне лиття металів)

Регулювання процесів твердіння фасонних виливків у ливарному виробництві

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К203 + К615.4

Рубрики:

Кристалізація металів і сплавів

Регулювання процесів твердіння фасонних виливків у ливарному виробництві

Шифр НБУВ: Ж25189 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проблема впливу нерівноважних умов фазових перетворень на процеси та механізми формування структури сплавів є важливою і актуальною через значні зміни властивостей сплавів, що виникають. Проаналізовано поведінку розплаву на передкристалізаційному етапі і в період фазових трансформацій під час нерівноважної кристалізації у сплавах евтектичного типу. Продмонстровано, що і в розплавленому, і в твердому стані виникають дисипативні структури, які мають особливу будову та впливають на механізми формування структури та властивості сплавів. интенсивному износу.

Высокая температура перегрева расплава металла является одной из главных причин формирования крупнозернистой кристаллической структуры литья. Поэтому, чтобы обеспечить формирования благоприятной структуры и свойств литого металла, этот фактор необходимо учитывать. С помощью метода физического моделирования изучено комплексное влияние различных внешних факторов (температуры перегрева, интенсивности охлаждения и вибрации) на формирование структуры модельного сплава. Установлено, что отрицательное влияние больших перегревов на дисперсность дендритной структуры можно практически нивелировать, регулируя интенсивность теплоотвода, то есть переохлаждение и скорость кристаллизации. Кроме этого, экспериментально доказана высокая эффективность вибрационной обработки затвердевающих сплавов на формирование благоприятной структуры литых заготовок. При этом установлено, что независимо от уровня перегрева расплава и интенсивности теплоотвода вибрация обеспечивает формирование дисперсной дендритной структуры при затвердевании металлических сплавов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203 + К204.3

Рубрики:

Кристалізація металів і сплавів

Структурні та фазові перетворення в металах і сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты изучения особенностей формирования структуры слитков прецизионного сплава 29НК, полученных способом электрошлакового переплава с порционным формированием. Слитки диаметром 84 и 120 мм выплавляли путем переплава расходуемых электродов в камерной электрошлаковой печи в импульсном режиме, обеспечивающем периодичность процессов плавления и кристаллизации металла. Это достигалось за счет циклического изменения электрического напряжения на ванне от рабочих значений, до значений, при которых плавление электрода прекращалось. Показано, что рациональный выбор режимов электрического питания во время импульсов и пауз плавления металла позволяет сохранить устойчивость электрошлакового процесса и хорошее качество формирования боковой поверхности слитка. При этом открываются дополнительные возможности управления структурообразованием металла ЭШП с получением слитков с плотной структурой, без пористости, включений, крупных столбчатых кристаллов и зоны встречной кристаллизации по оси слитка.

Методом фізичного моделювання з використанням прозорого модельного матеріалу (камфен 90 % + трициклен 10 %) досліджено вплив температури перегріву розплаву над рівноважним ліквідусом і швидкості охолодження його під час кристалізації, вплив температури ізотермічної обробки розплаву у передкристалізаційний період і в температурному інтервалі кристалізації за умов нормального і швидкісного тепловідбору на процеси формування литої структури. Встановлено, що утворення грубозернистої структури при значному перегріві розплаву може бути усунено швидкісним його охолодженням при кристалізації, що забезпечує формування дрібнозернистої структури з високою дисперсністю дендритної будови. Показано, що у вузькому інтервалі температур у підліквідусній області під час ізотермічної обробки розплаву утворюються і накопичуються кристали твердої фази без суттєвого збільшення їх розмірів, забезпечуючи формування дисперсної литої структури при наступному швидкісному охолодженні розплаву.

Опробован процесс ЭШП в неохлаждаемой стальной форме. Определены энергетические параметры плавки, при которых температура шлака поддерживается близкой к температуре плавления переплавляемого металла, а между выплавляемым слитком и формой образуется гарнисаж толщиной 1 - 2 мм. Выявлено, что по сравнению с ЭШП в водоохлаждаемом кристаллизаторе скорость плавки уменьшается в 4 - 5 раз, а удельный расход электроэнергии в 2 раза. Показано, что за счет снижения температуры перегрева металла и скорости плавки создаются благоприятные условия кристаллизации с формированием мелкозернистой структуры металла слитков, получаемых таким способом.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203.3 + К314.18

Рубрики:

Будова, якість і дефекти злитків металів і сплавів

Електронно-променева металургія

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Purpose. Development of the mathematical model for making theoretical analysis regarding the effect of design factors and physical properties of materials of the combined hollow cylindrical casting on a maximum pressure limit of a working body (gas, liquid) in it. Methodology. Methods of comparative analysis, mathematic simulation and forecasting were used. Findings. The mathematical model for theoretical analysis regarding the development of design factors of the combined hollow cylindrical casting on a maximum pressure limit of a working body in it has been presented. Originality. Based on the results of theoretical research, ways of producing combined castings used under the increased internal pressure of working environment are shown. Furthermore, the suggested mathematical model facilitates the assessment of the effect of the properties of applied materials and dimensional factors of the casting on its boundary operation conditions. Practical value. Use of the suggested model allows making calculations of the properties of cylindrical elements of hollow combined casting considering their geometric dimensions. The results of the research can be used for designing combined casting products such as isolation valve.

Засобами фізичного моделювання з використанням тіосульфату натрію досліджено вплив ендогенної вібраційної обробки розплаву на кінетичні показники тверднення зливка. Встановлено закономірності формування твердої корки, зміни тривалості тверднення і коефіцієнта кристалізації модельної речовини. Показано суттєве підвищення однорідності і дисперсності структури зливка у разі застосування ендогенної віброобробки.

Рассмотрены различные, в том числе оригинальные, оценки и механизмы участия жидкотвердой зоны в формировании структуры отливок и слитков.

Классические модельные термодинамические представления кристаллизации (до образования критического зародыша) дополнены учетом условий, при которых возможно образование относительно устойчивой границы раздела фаз и учетом дислокационной структуры в зародыше. Показана функциональная роль электрического поля в корректировке термодинамической обстановки при образовании центра кристаллизации.

Досліджено закономірності впливу ендогенної вібраційної обробки розплаву під час тверднення 16,3 т зливка сталі Х18Н10Т на кінетичні показники його кристалізації і структуру. Показано суттєве підвищення якості зливка однорідності і дисперсності литої структури, зміни протяжності основних структурних зон по висоті і перерізу зливка, кількості і розподілу неметалевих включень. Встановлено підвищення показників ударної в'язкості на 25 - 30 % у прокаті, виготовленому з металу зливка, підданого ендогенній вібраційній обробці.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203.33

Рубрики:

Неметалічні включення у металах і сплавах

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Скорость кристаллизации и затвердевания отливок является одним из основных факторов, определяющих качество литой детали. Рассмотрены вопросы управления теплоотводом в разовых формах. Освещен большой научно-производственный опыт интенсификации процессов кристаллизации расплавов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К203

Рубрики:

Кристалізація металів і сплавів

Шифр НБУВ: РА435496 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На основании анализа физико-химических свойств вредных примесей обобщены представления о механизме их влияния на образование кристаллизационных трещин в различных металлах, заключающимся, во-первых, в обогащении ими границ кристаллитов (остаточной жидкости) на последних стадиях затвердевания, во-вторых, в проявлении эффекта адсорбционного понижения прочности и пластичности. Установлено различие характера кристаллизации однофазных и двухфазных (с эвтектикой) сплавов в обогащении границ кристаллитов вредными примесями. Показано, что наибольшее влияние на образование трещин оказывают удельная поверхностная энергия на границе твердый металл - расплав и границ зерен. Установлено, что на повышенную склонность к образованию кристаллизационных трещин могут влиять и поверхностно-активные легирующие элементы, характеризующиеся теми же физико-химическими свойствами, что и вредные примеси. Формула докритического роста трещины, предложенная Е. Э. Гликманом и др. может служить критерием оценки влияния поверхностно-активных элементов на образование кристаллизационных трещин.