Optymalizacja konstrukcji grubościennego odlewu żeliwnego na przykładzie wlewnicy

• Autorzy: Maj M. , Piekło J. , Pysz S. , Stachurski W.

Warianty tytułu

EN

Optimization of thick walled cast iron design on the ingot mould example

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja MANUFACTURING'04 : Współczesne problemy projektowania i wytwarzania [II; 2004; Poznań]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wlewnice pełnią funkcję stacjonarnych krystalizotorów, w których akumuluje się ciepło przegrzania i ciepło krystalizacji ciekłego metalu, a także następuje niestacjonarny przepływ ciepła stygnącego wlewka. Ten złożony proces wymiany ciepła, któremu towarzyszy powstawanie szczeliny w wyniku zmian geometrii krzepnącego wlewka i nagrzewanej wlewnicy, stwarza trudności w procesie konstruowania wlewnicy. Bardzo pomocne w zakresie projektowania są aktualne programy komputerowe, które uwzględniają przepływy ciepła w zależności od temperatury i zmian stanu fizycznego materiału. Grubościenne odlewy wlewnic z racji długiego czasu krzepnięcia i stygnięcia mają zróżnicowaną strukturę na przekroju ściany i wzdłuż jej wysokości, co znajduje odzwierciedlenie we właściwściach mechanicznych. Nakłada się na to pole temperatury wynikające z cyklicznego nagrzewania wlewnicy. Skutkiem tych zjawisk jest występowanie pola naprężeń chwilowych i trwałych w całym cyklu cieplnym. Prowadzi to do zmęczenia cieplnego materiału i szybkiego zużycia. Przeprowadzone badania właściwości mechanicznych i symulacja komputerowa pozwoliły na korektę kształtu i grubości ścian wlewnicy prowadzącą do eliminacji pionowych pęknięć.

EN

Ingot moulds play the crystallizer rule, in which overheat and crystallization heat of the liquid metal is accumulated and also the unsteady heat flow of ingot cooling down takes place. This compound process of heat exchange, with crack forming, as the result of geometrical changes of solidified ingot and heated ingot mould, is the source of the difficulties in its design process. Actual computer programs are very helpful in the design ranges. These programs take into account the heat flow in dependence on temperature and physical state changes of material. Thick walled casts of ingot moulds, because of long time of solidification and cooling of those, have the diversified microstructure on wall cross-section as well as along its high. These phenomenons reflect the mechanical properties. The temperature field, resulting from cyclic heating of ingot mould, applies too. Occurring of instantaneous and durable field stresses in the whole heat cycle are the effects of these phenomenons. These facts lead to heat fatigue and quick wear of material. Performed mechanical properties investigations and computer simulation allow shape and thickness correction of ingot mould walls resulting in the elimination of perpendicular cracks.

Słowa kluczowe

PL

odlew grubościenny; wlewnica; żeliwo; symulacja

EN

thick walled cast; ingot mould; cast iron; simulation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 1
• Strony: 63--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz.

Twórcy

autor

Maj M.

• Wydział Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Piekło J.

• Wydział Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

autor

Pysz S.

• Instytut Odlewnictwa w Krakowie

autor

Stachurski W.

• Wydział Odlewnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

Bibliografia

• [1] Stachurski W., Kształtowanie wlewnic i płyt podlwewnicowych w świetle uproszczonej analizy wytrzymałościowej i badań modelowych. Wyd. AGH, Kraków 1994.
• [2] Stachurski W., Maj M., Analiza pęknięć eksploatacyjnych dużej kokili w kształcie ramy. Acta Metallurgica Slovaca, 8, 2002, s.337-341.
• [3] Havlicek F., Kozelsky P., Podminky vniku trhlin a prasklin v odlitcich. Materialove inzinierstvo, roc. 10,2003, c. 3, s. 367-372.