С применением методов электротепловой аналогии и численных исследований изучена кинетика затвердевания биметаллических отливок, полученных методом заливки жидкого металла на твердую основу. Установлено, что скорость затвердевания металла со стороны металла-основы выше, чем со стороны кокиля. Причем, изменяя теплопроводность материала формы, можно более чем в 2 раза увеличить скорость затвердевания биметаллических отливок. Результаты исследований использованы при назначении температурно-временных параметров процессов получения биметаллических отливок широкой номенклатуры для сельскохозяйственного, нефтехимического и энергетического машиностроения.

Изложены основные особенности плавки и заливки синтетического низколегированного сплава рабочего слоя с заданными высокими свойствами. Оптимизированы технологические факторы, оказывающие влияние на процесс науглероживания расплава, в том числе выбор карбюризатора, его гранулометрический состав и способ загрузки. Указаны требования к исходным шихтовым материалам. Представлен режим термовременной обработки расплава. Приведены оптимальные параметры центробежной заливки сплава рабочего слоя. Результаты работы использованы при разработке и освоении технологического процесса производства двухслойных заготовок бочек мукомольных вальцов А1-БЗН.04.022.

Індекс рубрикатора НБУВ: К725.101.1

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С применением метода конечных элементов проведено математическое моделирование гидродинамических процессов литья крупногабаритных биметаллических отливок. Изучены распределение скоростей потоков и характер течения жидкого металла при заполнении вертикальных и горизонтальных полостей литейных форм. Определены рациональные способы подвода сплавов, оптимизированы конструкции литниковых систем и режимы заливки, обеспечивающие равномерное заполнение полостей литейных форм без образования литейных дефектов, четкое соотношение размеров слоев, а также стабилизацию тепловых условий при формировании отливок.

Індекс рубрикатора НБУВ: К616.7

Рубрики:

Виробництво литих біметалів

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты исследований механических свойств и формирования напряжений при воздействии внешних растягивающих нагрузок в биметаллических отливках (БО) и литосварных биметаллических конструкциях (ЛБК). Установлены уровень механических свойств БО и ЛБК с надрезом, критические размеры внешних дефектов, закономерности влияния внешнего напряжения растяжения на распределение внутренних напряжений по длине БО и ЛБК. Определены аналитические зависимости, позволяющие оценить эксплуатационные свойства БО и ЛБК при известных или прогнозируемых значениях растягивающих нагрузок и размеров дефектов.

С целью изготовления двухслойных заготовок бочек мукомольных вальцов совместно с ОАО "Могилев-Подольский машиностроительный завод им. С. М. Кирова" разработаны и изготовлены горизонтальные центробежные машины роликового типа МЦЛ-340. Для организации серийного производства заготовок на базе разработанных центробежных машин создан производственный участок в условиях ФТИМС НАН Украины. Результаты выполненных работ широко используются при производстве заготовок, на основе которых изготавливаются двухслойные вальцы для обеспечения предприятий мукомольной промышленности Украины, России, Узбекистана, Пакистана, Ирана и других стран ближнего и дальнего зарубежья.

Приведена оценка различных методов исследования теплофизических процессов затвердевания слитков и отливок. Методами электротепловой аналогии и конечных элементов рассчитаны температурные поля и кинетика затвердевания биметаллических (двухслойных) отливок (БМ(Д)О). На основании сравнительного анализа установлена сходимость результатов моделирования. Результаты работы использованы при освоении новых технологических процессов получения БМ(Д)О широкой номенклатуры.

Досліджено температурні поля та кінетику тверднення системи частка - метал - основа для твердих сплавів ВК8, Т15К6 - розплавів сталі 30Л і сплаву 300Х12ГЗМ. Визначено коефіцієнти теплопровідності та теплоємності цих матеріалів. Установлено, що у ході використання розплаву сталі 30Л у твердосплавних частках відбувається оплавлення зв'язки на основі кобальту, що інтенсифікує взаємодію часток з металом-основою та сприяє підвищенню міцності адгезійного зв'язку. Побудовано номограми для визначення максимальної об'ємної долі твердих часток, у разі введення якої розплав не твердне.

Приведены результаты исследования влияния химического состава на затвердевание легированных износостойких чугунов. Определены основные факторы, определяющие процесс затвердевания. Установлены количественные закономерности влияния углеродного эквивалента и накопления элементов на поверхности раздела фаз на температуры ликвидус и солидус, а также количества карбидов, выделившихся при образовании эвтектики, на теплоту, время и скорость кристаллизации. Установлена эффективность влияния исследованых факторов на параметры затвердевания легированных износостойких чугунов.

Исследовано влияние химического состава серых и низколегированных чугунов, эффективности накопления элементов на поверхности центров кристаллизации и растущих кристаллов на температуры фазовых превращений, а также скорости охлаждения на микроструктуру рабочего и внутреннего слоев двухслойных отливок. Уточнен механизм влияния химического состава и скорости охлаждения на температуры фазовых превращений и процесс формирования структуры двухслойных отливок. Установлено, что температуры фазовых превращений определяются углеродным эквивалентом чугуна и аустенита, а также эффективностью накопления элементов на поверхности раздела фаз. Параметры структуры при заданном химическом составе зависят от соотношения скоростей охлаждения в интервале затвердевания, изложнице и термостате.

Представлены результаты компьютерного моделирования теплофизических процессов формирования биметаллических отливок литосварных конструкций. Установлены основные закономерности влияния температуры и массовой скорости заливки расплавов, а также времени выдержки между заливками слоев на кинетику затвердевания биметаллических отливок. Определены оптимальные технологические параметры процесса, обеспечивающие высокое и стабильное качество изготавливаемых изделий.

Разработана методика определения кинетики выделения теплоты кристаллизации по кривым изменения скорости кристаллизации в зависимости от времени. Приведены результаты исследования влияния химического состава на кинетику выделения теплоты кристаллизации легированных износостойких чугунов. Определены основные факторы, определяющие этот процесс. Установлены количественные закономерности влияния содержания легирующих элементов, примесей и карбидов на теплоту и время кристаллизации на различных этапах затвердевания.

Індекс рубрикатора НБУВ: К3-33

Рубрики:

Металургія

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлены методика и результаты численного моделирования изменения теплопроводности армированных отливок в зависимости от объемной доли армирующих элементов. Выполнен сравнительный анализ некоторых существующих аналитических зависимостей, позволяющих рассчитывать теплопроводность армированных материалов. Установлены границы использования этих зависимостей, а также точность получаемых результатов. Изложены принципы автоматизации расчета макроскопических теплофизических свойств армированных материалов.

Приведены рациональные схемы технологических процессов получения армированных отливок "железоуглеродистые сплавы - металлокерамические частицы" стационарным и центробежным способами. Установлены оптимальные технологические параметры, обеспечивающие формирование качественной переходной диффузионной зоны между твердыми частицами и матричным сплавом при достижении требуемого расположения частиц в объеме и по поверхностям отливок.

Изучены возможные реакции, протекающие на межфазных границах твердый сплав - газовая фаза, твердый сплав - железоуглеродистый расплав. Установлены наиболее вероятные реакции окисления твердосплавных частиц типа ВК и ТК, их взаимодействия с компонентами железоуглеродистых расплавов, а также реакции взаимодействия кобальтовой связки с железоуглеродистыми расплавами. Результаты работы использованы при разработке нового технологического процесса изготовления композиционных отливок применительно к условиям экстремальных нагрузок и активного изнашивания.

Представлены методика и результаты компьютерного моделирования процессов теплообмена и диффузионного перераспределения элементов в переходном слое при формировании биметаллических отливок. Экспериментальными исследованиями подтверждена адекватность разработанной методики. Установлены закономерности влияния температуры и химического состава на теплопроводность, теплоемкость и плотность сплавов биметаллической пары, а также на диффузию углерода, кремния, марганца, хрома и молибдена в твердом и жидком состояниях. Приведена оценка точности аппроксимирующих зависимостей и рассчитаны их погрешности.

Исследовано влияние химического состава, температуры и скорости охлаждения на термокинетические параметры фазовых превращений биметаллических отливок. Приведены этапы формирования структуры биметаллических отливок, изготавливаемых последовательной заливкой металла-основы из углеродистой или низколегированной стали, и рабочего слоя из износостойкого высокохромистого чугуна. Установлены количественные закономерности окисления и обезуглероживания поверхности углеродистых сталей на воздухе, термокинетические параметры выделения аустенита, эвтектики и карбидов в процессе затвердевания рабочего слоя и условия распада аустенита металла-основы, рабочего слоя при дальнейшем охлаждении отливки, а также кинетика выделения феррита в процессе превращения аустенита чугуна и стали.

Проанализированы особенности технологических процессов изготовления биметаллических и многослойных отливок. Показано, что применение биметаллических отливок позволяет получить высокие технические и экономические результаты, наиболее важным из которых является увеличение ресурса деталей в 2,5 - 6,0 раз.