Model matematyczny przepływu ciepła w kompozytowej warstwie stopowej

• Autorzy: Gawroński J. , Majchrzak E. , Cholewa M. , Wróbel P.

Warianty tytułu

EN

The mathematical model of heat flow in composite alloy layers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie technologii otrzymywania powierzchniowych kompozytowych warstw stopowych na wybranych powierzchniach odlewu umożliwia uzyskanie szczególnych użytkowych własności odlewu. Kompozytowe warstwy stopowe na staliwie wykonane w założonych warunkach kształtują się z fazy ciekłej. Procesy, zachodzące w formie podczas kształtowania warstwy kompozytowej, przebiegają przy nieustalonym przepływie ciepła, czyli przy nieustalonym polu temperatury. Obniżenie się temperatury w warstwie przyściennej odlewu w formie powoduje stopniowe ustanie procesów. Ich intensywność zależy od intensywności stygnięcia odlewu w formie i ma decydujący wpływ na efekt umocnienia kompozytowego wybranych powierzchni odlewów staliwnych. W ramach badań nad kompozytowymi warstwami stopowymi opracowano matematyczny model przepływu ciepła i symulację komputerową procesu krzepnięcia i stygnięcia w trakcie powstawania kompozytowej warstwy stopowej na kulistym odlewie staliwnym (rys. rys. 1-3). Kształt ten dopuszcza przyjęcie założenia, że przepływ ciepła ma charakter jednowymiarowy, a gradient ma tylko jedną składową. Analizowany był układ odlew-wkładka kompozytująca-forma w układzie współrzędnych sferycznych. Uwzględniono trzy średnice odlewów kulistych (60, 80 i 100 mm), trzy grubości warstwy kompozytującej (2, 3 i 4 mm) oraz trzy temperatury zalewania (1550,1600 i 1650°C).

EN

The use of composite alloy layers on chosen surfaces of cast makes possible to obtain a special usable properties. Composite alloy layers on cast steel shapes with liquid phaze. The processes which set in form during formation of composite layer, progress beside the transient heat flow that the transient thermal field. Decrease of temperature in surface layer of cast causes gradual stopage of these processes. Their intensity depends from conditions of self-coolings of the cast in form and has decisive influence on the composite consolidation of chosen cast steel surfaces. The aim of these investigation was to obtain the mathematical model of heat flow and computer simulation of the solidification and self-cooling processes in time of formation the composite alloy layer on spherical cast (Figs. 1-3). This shape permits to make an assumption that the heat flow has one - dimensional character, and gradient has only ones component. The system of cast-composite plug-form was analysed in spherical coordinates. It was considered three diameters of spherical casts (60, 80 and 100 mm), three thicknesses of composite layers (2,3 and 4 mm) and three pouring temperatures (1550,1600 and 1650°C).

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; warstwa stopowa; ciepło; przepływ; model matematyczny

EN

composite; alloy layers; heat; flow; mathematical model

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 10
• Strony: 147--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Gawroński J.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Majchrzak E.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Cholewa M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Wróbel P.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Gawroński J., Wróbel P., Szajnar J., Powierzchniowe warstwy kompozytowe, Seminarium Kompozyty i ich wykorzystanie w technice, Katowice 1996.
• [2] Gawroński J., Cholewa M., Wróbel P., Composite alloy layer on the steel cast, II International Conference Engineering and Functional Materials, Lviv 1997.
• [3] Gawroński J., Szajnar J., Wróbel P., Przemysłowe metody wykonywania stopowych warstw kompozytowych na odlewach staliwnych, Tendencje rozwojowe w procesach produkcyjnych, Zielona Góra 1997.
• [4] Gawroński J., Ignaszak Z., Wróbel P., Formation of Composite Alloy Layers on Surfaces of the Cast Carbon Steel, Materials Science (Medżiagotyra) 2002, 8, 2.
• [5] Mochnacki B., Suchy J.S., Numerical methods in computations of foundry processes, Kraków 1995.
• [6] Majchrzak E., Mochnacki B., Metody numeryczne, podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy, Gliwice 1996.