Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Topienie pośrednie miedzi na podłożu molibdenowym za pomocą obustronnego układu grzania oporowego pod obniżonym ciśnieniem

Komorowski J., Binienda M., Pokrzywa M., Just P., Wołowiec E., Praska-Jaros A., Kula P.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

710--713

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac nad przetapianiem miedzi w postaci proszku o wielkości ziarna wynoszącego 50 μm, dzięki wykorzystaniu obustronnego, pośredniego grzania oporowego grzałek wykonanych z materiału wysokotopliwego jakim jest wolfram [3]. Grzałki rozmieszczone są jedna nad drugą w odległości 0,02 m, pomiędzy którymi po środku znajduje się podłoże wykonane z materiału o wyższej temperaturze topnienia niż poddawany przetapianiu materiał. Układ grzałek wolframowych zapewnia równomierne rozgrzewanie powierzchni wyżej topliwego podłoża. W artykule przedstawiono schemat urządzenia do przetapiania sproszkowanej miedzi na podłożu wyżej topliwym oraz zdjęcia otrzymanych struktur przetopionej miedzi z procesów wykonanych z wykorzystaniem różnorodnych parametrów prądowych grzania oporowego podłoża.

EN

This paper presents the results of work on the melting of copper in the form of a powder having a particle size of at 50 μm, by using both sides, the intermediate heat resistance heater made of a material which is of a high tungsten. Heaters are placed one above the other at a distance of 0.02 m between which the middle is a substrate made of a material having a higher melting point than the cast material. Tungsten heater circuit is arranged so that the uniformly heating the melt above the surface of the substrate. The paper resents the scheme of the device for melting copper powder on the floor above, fusible, and images obtained melted silicon structures of the processes carried out using a variety of parameters, current resistance heating of the substrate.

2

Computer simulation of the impact of pulling parameters on the process of continuous ingot casting

Szajnar J., Bartocha D., Stawarz M., Wróbel T., Sebzda W.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 1 spec.

47--52

EN

Cast ingot pulling speed significantly affects the nature of the resulting structure and the quality of the external surface. By introducing a variable ingot pulling algorithm allows to some extent to control the shape and location of the crystallization front and temperature field in the ingot cross section. The shape of the crystallization front, and its position relative to the crystallizer plays an important role in the continuous casting of iron ingots affecting the structure of the casting. In order to verify the impact of the ingot pulling algorithm to the shape and the location of the front of crystallization a series of simulations in ANSYS FLUENT 12 was carried out.

3

Aktywna i neutralna rola frontu w procesie krystalizacji kompozytów

Fraś E., Olejnik E.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 1

14-20

PL

Badaniami objęto kompozyt nitryl kwasu bursztynowego-polistyren, z wykorzystaniem cząstek polistyrenu o promieniach: 3, 6, 10, 15, 50, 100 i 200 um. Osnowę kompozytu stanowi nitryl kwasu bursztynowego, którego krystalizację można obserwować za pomocą mikroskopu optycznego. Krystalizację kierunkową badanego kompozytu prowadzono na specjalnie skonstruowanym urządzeniu do wizualizacji procesów krystalizacji, działającym w układzie poziomym z gradientowym polem temperatury w przestrzeni pomiędzy elementami termicznymi. Urządzenie zapewnia płynną regulację prędkości przemieszczania próbki w zakresie od 0,01 do 100 um/s. Wykazano, że przemieszczający się z prędkością 0,05-0,08 um/s, płaski front krystalizacji jest aktywny, gdyż odpycha cząstki polistyrenu o promieniach: 30, 100 i 200 um. Cząstki te tworzą skupiska, gromadzące się na froncie Zwiększenie prędkości przemieszczania się frontu krystalizacji o rząd wielkości do 0,5 i 1,0 um/s powoduje, że front krystalizacji jest neutralny i pochłania cząstki polistyrenu o wielkościach 30 i 100 um. Z przeprowadzonych badań wynika, że istnieje pewna krytyczna prędkość ukr przemieszczania frontu krystalizacji, poniżej której cząstki są wchłaniane a powyżej - odpychane. Innymi słowy przy prędkości krytycznej aktywny front krystalizacji przechodzi w neutralny. Prędkość krytyczną wyznaczono dla wszystkich promieni R cząstek badanego kompozytu. Wykazano doświadczalnie, że zależność między promieniem cząstki a krytyczną prędkością przemieszczania frontu ma charakter hiperboliczny ukr= A/R gdzie: A - kompleksowa stała materiałowa kompozytu. Analiza regresyjna wykazała, że jej wartość wynosi A = 7,06 mm2/s. W celu opracowania podstaw teoretycznych zjawiska oddziaływania cząstek z frontem krystalizacji, przeanalizowano siły działające na cząstkę, to jest: siłę wyporu hydrostatycznego F, siłę oporu Fn z powodu lepkości cieczy przepływającej wokół cząstki oraz siłę, której źródłem jest napięcie powierzchniowe F. Wykazano, że na podstawie bilansu sił, działających w rozpatrywanym układzie, można wyprowadzić równanie na krytyczną prędkość przemieszczania frontu ukr w postaci ukr- aoAo/(3 R a n), gdzie: ao - odległość między atomowa, Aao = napięcia powierzchniowe odpowiednio granicy stała osnowa - cząstka i ciekła osnowa - cząstka, a - bezwymiarowy współczynnik przewodnictwa, n - lepkość dynamiczna cieczy.

EN

Studies covered a succinonitrile-polystyrene composite, where the polystyrene particles of 3, 6, 10, 15, 50, 100 and 200 um radii were used. Succinonitrile was the composite matrix; its crystallization could be traced under an optical microscope. The directional solidification of the examined composite was carried out on a device designed specially for visualization of the solidification proeess. The device is operating in a horizontal arrangement and uses a gradient temperature field in the space between the thermal elements. The device ensures stepless control of the sample movement velocity in a range from 0.01 to 100 žm/s. It has been proved that the planar solidification front moving at a velocity of 0.05 , 0.08 žm/s is active since it pushes the particles of polystyrene of 30, 100 and 200 žm radii. The particles form clusters accumulating on the front. Raising the front movement velocity by an order of magnitude up to 0.5 and 1.0 žm/s makes the solidification front neutral, and as such engulfments the 30 and 100 žm polystyrene particles. From the studies carried out it follows that there is a critical velocity ukr of the solidification front movement below which the particles are engulfed, and above which they are pushed. In other words, at the critical velocity there is a change of the active solidification front into a neutral one. The critical velocity was determined for all radii R of the particles of the examined composite. It has been proved experimentally that the relationship between the particle radius and the critical front movement velocity is of a parabolic character ukr = A/R where: A - complex composite material constant. From the regression analysis it follows that its value is A = 7.06 mm2/s. To develop theoretical backgrounds for the phenomenon of the particle/solidification front interaction, the forces acting on a particle have been examined, i.e. the force of hydrostatic lift F, the force of reistance F caused by the viscosity of the liquid flowing around the particle, and a force caused by the surface tension FQ. It has been proved that, using a balance of forces acting in the examined system, one can derive an equation for the critical front movement velocity ukr in the form of ukr= a0, where: ao - interatomic distance, ACT = a -a \o and a ; and -a - surface tension at the solid matrix - particle and liquid matrix - particle interface, respectively, rj - dimensionless coefficient, - absolute viscosity of the liquid.

4

Wpływ prędkości wzrostu na kształt frontu krystalizacji w pobliżu cząstki fazy obcej

Olejnik E., Fraś E., Janas A., Kolbus A.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 18/1

331--338

PL

W pracy tej zarejestrowano w czasie rzeczywistym, zmiany kształtu frontu krystalizacji w funkcji prędkości V jego wzrostu. Wykorzystano do tego celu dwa kompozyty modelowe o różnej wartości stosunków współczynników przewodzenia ciepła cząstki i ciekłej osnowy α. Taki ich dobór, zgodnie z literaturą zapewniał tworzenie się wypukłego (K1) i wklęsły (K2) kształtu frontu. Obserwacje doświadczalnie potwierdziły dane literaturowe dla kompozytu K1 i K2, gdy front krystalizacji się nie przemieszczał. Jednak w przypadku, gdy front migrował początkowo z prędkością 0,1 μm/s, a następnie 0,15 μm/s, jego kształt ewoluował. W przypadku kompozytu K2 zaobserwowano zmianę kształtu frontu z wypukłego na wklęsły.

EN

In this work changes in the shape of the solid/liquid interface (s/l) in function of its growth velocity V were recorded in time. For this purpose two model composites characterised by different values of the reinforcing particle/liquid matrix heat conductivity ratios α were used. According to the technical literature, this choice of the values should ensure the formation of convex (K1) and concave (K2) shape of the s/l interface. Experimental observations confirmed the literature data for composites K1 and K2, when the s/l interface was not moving. However, when the front was moving at a velocity of 0,1 μm/s first, and 0,15 μm/s next, its shape was evoluting. In the case of composite K2 the shape of the solidification front was observed to change from convex to concave.

5

Analiza wzrostu eutektycznego kompozytu (alfa)Al-Al3Fe

Guzik E., Kopyciński D.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 6

110-114

PL

W ramach badań własnych przedstawiono kształt frontu krystalizacji eutektyki nieregularnej Al-Al3Fe, w którym uwzględniono zasadniczą rolę fazy ścianowej, jako fazy wiodącej w procesie krystalizacji tego rodzaju eutektyki. Założony i opisany odpowiednią funkcją kształt nieizotermicznego frontu krystalizacji eutektyki umożliwia obliczenie parametrów geometrycznych eutektyki. Obliczoną odległość międzyfazową eutektyki nieregularnej lambda zweryfikowano doświadczalnie. Doświadczalną weryfikację założonego kształtu frontu krystalizacji eutektyki nieregularnej przeprowadzono, opierając się na wynikach badań kierunkowej krystalizacji i obserwacji zamrożonego kształtu frontu kompozytu in-situ Al-Al3Fe. Wykorzystując urządzenie do kierunkowej krystalizacji typu Bridgmana, określono strukturę zorientowanej eutektyki Al-Al3Fe w zakresie małych prędkości wzrostu v, tj. od 9,03 • 10 do -5 do 1,11 • 10 do -3 cm/s. W badaniach wykorzystano poznane struktury kompozytu in situ Al-1,8%Fe oraz Al-2,8%Fe z dodatkiem wanadu, prezentowane w pracy [8]. Dla dwóch powyższych składów chemicznych otrzymano dwa rodzaje cutektyk, tj. nieregularną płytkową z charakterystycznym rozgałęzieniem i regularną włóknistą. Dla kompozytu o składzie pierwszym zwiększenie prędkości wzrostu spowodowało przejście z eutektyki nieregularnej płytkowej typu Eu1 do morfologii z równoległymi wydzieleniami Al3Fe w eutektyce. Wyjściowa struktura charakteryzowała się tym, że oprócz eutektyki Eu1obserwuje się wydzielenia dendrytów fazy alpha AI. Zwiększenie zawartości żelaza o 1% spowodowało zmianę morfologii eutektyki z Eu1 na Eu2. Wprowadzenie wanadu zahamowało przemianę eutektyki nieregularnej w regularną dla wyższych badanych prędkości wzrostu v. W badaniach wykazano, że w miarę zwiększania prędkości wzrostu v maleje odległość międzypłytkowa lambda, struktury eutcktycznego kompozytu in situ Al-Fe, a w badanym zakresie prędkości wzrostu v eutektyki, odległość międzypłytkowa lambda omawianego kompozytu in situ jest związana z prędkością v według odpowiednich zależności.

EN

In the part comprising the author's own investigations of a shape of the solid-liquid interface irregular eutectic Al-Al3Fe, has been presented. The model takes into consideration the essential role of the faceted phase as the leading phase in the crystallization of such eutectic kind. The proposed shape of the crystallization front, characterized by a suitable function as well as applying the non-isothermal solid-liquid interface for modeling purposes allows calculation of the characteristic depression in the nonfaceted phase (e.g. alpha(Al)) and the protrusion of the leading phase Al2Fe. For the experimental verification of the elaborated shape of the solid-liquid interface the results of the unidirectional crystallization front of the eutectic under question as well as observations of the ,,freezed" crystallization of the eutectic in the Al-Fe alloys were utilized. Using a Bridgman apparatus for directional solidification, the structure of an oriented equilibrium Al-Al3Fe eutectic was determined over a range of low growth rate v, i.e. from 9.03 • 10 -5 to 1.11 • 10 -3 cm/s. The results of research on the directional solidification of eutectic Al-1.8% Fe alloy and Al-2.8% Fe alloy with addition of 0.1% V were described in [8]. For the two chemical compositions, i.e. Al-1.8% Fe and Al-2.8% Fe (with 0.1% V added) two types of eutectic were obtained, i.e. an irregular lamellar eutectic with typical branching and a regular rod-like eutectic. In composite of the first type an increase in the growth rate changed the irregular lamellar eutectic of the Eu1 type to a morphology characterized by the presence of parallel precipitates of Al3Fe in eutectic. The characteristic feature of the base structure was that, apart from Eul eutectic, it also contained precipitated dendrites of alpha Al phase. An increase in iron content by 1% changed the eutectic morphology from Eu1 to Eu2 of the rod-like type. Introducing vanadium hindered the transition from irregular eutectic to a regular one in the range of high growth velocities. In general terms it can be said that with increasing growth rate v the interlamellar spacing lambda decreases in the eutectic structure of an Al-Fe composite in situ. Within the investigated range of eutectic growth rate v, the interlamellar spacing lambda of the examined composite in situ and the velocity v follow the statistical relationships.

6

Wpływ kształtu frontu krystalizacji na skutki działania wymuszonej konwekcji

Szajnar J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2001

|

R. 1, nr 2

385--392

PL

Wymuszona konwekcja wywołuje w krzepnącym odlewie szereg zmian, których efektem jest poprawa jego jakości. W pracy przeprowadzono symulację przepływu ciekłego metalu wymuszonego przez wirujące pole magnetyczne. Podano model matematyczny i numeryczny krzepnięcia oparty na równaniu przewodnictwa ciepła i równaniach Naviera-Stokesa. Określono wpływ geometrii frontu krystalizacji na jakościowe zależności pomiędzy przepływem a zmianami w strukturze.

EN

Forced convection causes in solidifying cast a lot of changes which effect on quality improve. In the paper the simulation of the liquid metal flow forced by rotating magnetic field was made. A mathematical and a numerical solidification model based on equalization of heat (term) conductance and N-S equalizations, has been proposed. The influence of crystallization geometry front on dependencies in quality between the flow and changes in structure has been specified.

7

Procesy zachodzące na froncie krystalizacji eutektyki Fe-grafit i Al-Si

Guzik E., Kopyciński D., Borkowski R.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 43

233--238

PL

Poznanie mechanizmu krystalizacji eutektyki, umożliwia świadome sterowanie tym procesem, a przez to uzyskiwanie pożądanej mikrostruktury stopu. Proces krystalizacji eutektyki zachodzi wg określonych praw fizycznych, wyrażanych przez odpowiedni zapis prawa wzrostu eutektyki, pozwalający kształtować parametr geometryczny takiej struktury, tj. odległość międzyfazową λ (szerokość dwóch faz). [...]

8

Rola trwałości frontu krystalizacji w odlewach krzepnących w polu magnetycznym

Szajnar J.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

1998

|

nr 37

139--149

PL

W pracy przeprowadzono analizę trwałości frontu krystalizacji stosując stężeniowe kryterium stabilności. Wyznaczono miejsce utraty trwałości i ciągłości komórkowego frontu krystalizacji i dla tego miejsca obliczono wartości gradientów krytycznych. Przy warunku Gkryt. ≤ G odlew krzepnie z nietrwałym frontem krystalizacji, co potwierdzono wynikami badań. Potwierdzono również stabilizujące działanie ruchu ciekłej fazy wywołanego przez pole magnetyczne na trwałość frontu krystalizacji.

EN

The paper contains an analysis of crystallization front stability on the strength of the concentration stability criterion. In this work stability action of constrained motion of liquid metal on crystallization front was confirmed.