Model krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w pionowej próbie lejności

• Autorzy: Sowa L. , Bokota A.

Warianty tytułu

EN

Model of the solidification of two-components alloy in the vertical fluidity test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano modele matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia stopu dwuskładnikowego w cylindrycznym kanale próby lejności. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych, dyfuzyjnych i przepływowych. W modelu założono, że istnieją fazy: ciekła, przejściowa i stała. Dyfuzja masy i rozprowadzanie domieszki mają miejsce tylko w fazie ciekłej i przejściowej. Sprzężenie zjawisk cieplnych i dyfuzyjnych uwzględniono zmianą od stężenia temperatury likwidusu. Parametry termofizyczne stopu (AlCu4), przyjęte do obliczeń, uzależniono od temperatury. Zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych w sformułowaniu Petrova-Galerkina.

EN

Mathematical and numerical models of the solidification process of two-component alloy in a cylindrical channel of fluidity test have been proposed in the paper. In the mathematical model the interdependence between thermal, diffusion and fluid flow phenomena has been taken into consideration. Taking into account solidification of a two-component material, the liquid phase, mushy zone and the solid phase have been assumed. Diffusion of a mass and solute distribution has taken place only into the liquid phase and in the mushy zone. Coupling of thermal and diffusion phenomena has been taken into consideration by change of the liquidus temperature, with respect to solute concentration, on a growing front of solid. The changes in the thermophysical parameters of alloy (AlCu4), with respect to the temperature, has been taken into account. The problem has been solved by the finite element method in Petrov-Galerkin formulation.

Słowa kluczowe

PL

lejność metalu; segregacja; wypełnianie formy; model krzepnięcia

EN

fluidity of metal; segregation; mould filling; solidification model

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archiwum Odlewnictwa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 10
• Strony: 193--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sowa L.

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska, 42-201 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 73

autor

Bokota A.

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska, 42-201 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 73

Bibliografia

• [1] Bokota A., Iskierka S., Finite element method for solving diffusion-convection problems in the presence of a moving heat point source. Finite Elements in Analysis and Design, 1994, vol. 17, 89-99.
• [2] Bokota A., Sowa L., Zastosowanie metody elementów skończonych do modelowania próby lejności. Archiwum Odlewnictwa, 2001, vol. 1, nr 1, 42-47.
• [3] Chang S., Stefanescu D.M., A model for macrosegregation and its application to Al-Cu casting. Metallurgical and Materials Transactions A, 1996, vol. 27A, 2708-2721.
• [4] Kapturkiewicz W., Burbiełko A., Micro-macro model of solidification for simulation of continuous casting of steel. Krzepnięcie Metali i Stopów, 1993, vol. 18, 79-86.
• [5] Majchrzak E., Piasecka A., The numerical micro/macro model of solidification process. Journal of Materials Processing Technology, 1997, vol. 64, 267-276.
• [6] Mochnacki B., Prażmowski M., Suchy J.S., Analysis of segregation process in the solidifying casting. Archiwum Odlewnictwa, 2002, vol. 2, nr 4, 155-160.
• [7] Mutwil J., Bydałek A., Niedźwiedzki D., Stan obecny i perspektywy rozwoju badań nad lejnością metali i stopów. Krzepnięcie Metali i Stopów, 1998, vol. 37, 53-58.
• [8] Mutwil J., Podstawowe typy przepływu metali w formach odlewniczych na przykładzie stopów aluminium. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 1998, vol. 18, 221-231.
• [9] Parkitny R., Bokota A., Sowa L., Modelowanie numeryczne krzepnięcia odlewu z uwzględnieniem procesu wypełniania wnęki formy. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Mechanika. 1998, vol. 6, 287-292.
• [10] Szajnar J., Gawroński J., Wpływ zmiany rozkładu stężenia składnika stopowego wywołanego wymuszonym ruchem ciekłego metalu na strukturę odlewu. Proc. conf. Mat, Mech. & Manuf.’2000, Pol. Śl. Gliwice, 2000.
• [11] Wait R. and Mitchell A. R, Finite element analysis and applications. J. Wiley and Sons, Chichester 1985.
• [12] Wanqi J., Further discussions on the solute redistribution during dendritic solidification of binary alloy. Metallurgical and Materials Transactions B. 1994 vol. 25B, 731-739.