Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of graphite particles on solidification of composite suspension during flow

Konopka Z., Łągiewka M., Zyska A.

Archives of Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 7, iss. 2

135-138

EN

The measurements concerning the temperature field of the composite suspension with AlMg10 alloy matrix reinforced with graphite particles during its flow in a runner-like mould cavity have been performed for the purpose of investigating the influence of the graphite particles on the solidification kinetics. Applying the derivative differential thermal analysis method, the kinetics of solidification heat release has been calculated for examined composites. The time-dependent quantity of solid phase crystallized over the period of flow has been determined on this basis. The dependence of the solid phase quantity upon the momentary length of the experimental casting has apportioned the length of the solidification zone in the casting and the critical fraction of solid phase at which the flow stops. The solidification zone is longer and the critical fraction of solid phase at the stream front is lower for composite containing 10% of graphite particles than for the one with 20% of graphite. The composite reinforced with 20% of graphite particles flows at a significantly lower rate and exhibits reduced castability as compared with the composite with 10% of graphite. It is caused by the higher solidification rate in the initial stage of the process. The obtained results allow for supposing that graphite particles intensify composite solidification by changing the kinetics of the process.

2

Kinetyka krzepnięcia kompozytów dyspersyjnych

Cholewa M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 151

1-140

PL

Przedmiotem pracy jest kinetyka ruchu ciepła w osnowie kompozytu w bliskim otoczeniu cząstek zbrojących. Badano związek między kinetyką krzepnięcia a termofizycznymi właściwościami komponentów oraz kształtem i wielkością cząstek zbrojenia. Zakres pracy obejmował niewielkie zawartości zbrojenia na poziomie 1:10% udziału objętościowego. Osnowy przyjmowane w badaniach to technicznie czyste metale lub stropy eutektyczne o wysokim przewodnictwie cieplnym oraz stopy o niewielkim przewodnictwie cieplnym. Przyjęto elementy zbrojące o skrajnych wartościach przewodnictwa cieplnego, o kształtach foremnych figur i brył rzeczywistych kształtów typowych dla powszechnie stosowanych materiałów zbrojących. Metodyka badawcza polegała na wykazaniu zróżnicowania postaci geometrycznej cząstek idealnych geometrycznie oraz rzeczywistych. Następnie wykazano wpływ cieplno-geometrycznych właściwości na użytkowe i technologiczne kompozytów. Porównano kinetykę ruchu ciepła w makromodelu doświadczalnym i symulacyjnym. Przeprowadzono symulacyjne badania analizując skrajne i szczególne zakresy badanych wielkości cieplnych i geometrycznych. W badaniach stosowano zakresu temperatury typowe dla wytwarzania kompozytów i mało odbiegające od stosowanych w odlewaniu metali i stopów. Koncepcja badań obejmowała trzy elementy: 1. Analizę teoretyczną tworzenia kompozytu w stanie ciekłym, wraz z analizą skuteczności procesów zwilżania i zarodkowania oraz wpływu cząstek na procesy wytwarzania odlewów kompozytowych. 2. Analizę doświadczalną związku termofizycznych właściwości komponentów i morfologii strefy granicznej z technologicznymi i użytkowymi właściwościami kompozytów. 3. Badania symulacyjne pól temperatur, pochodnych z temperatury po czasie i po kierunku ruchu ciepła przy zróżnicowanych warunkach początkowych i brzegowych. Zastosowano programy symulacyjne oparte na metodzie elementów brzegowych i różnic skończonych. Przeprowadzono symulacje płaskie i przestrzenne modeli elementarnych układów zawierających pojedyncze cząstki a także układów z wieloma cząstkami. Uwzględniono wpływ faz strefy przejścia i niepełnego zwilżenia. Przedstawiono następująca tezę: Możliwe jest sterowanie kinetyką ruchu ciepła poprzez dobór wielkości, ilości i morfologii elementów zbrojących oraz termofizycznych właściwości składników strukturalnych kompozytu. W wyniku przeprowadzonych badań opisano podobieństwa i różnice występujące w kinetyce krzepnięcia w zależności od przyjętych czynników wejściowych. Pozytywnie zweryfikowano przyjętą tezę. Przedstawiono metodykę, która ilościowo określa stopień dopasowania komponentów pod kątem optymalizacji kinetycznych czynników kształtujących strukturę osnowy kompozytu. Wyznaczono kierunki dalszych badań.

EN

Main object of is heat flow kinetics in composite metal matrix in close neighborhood of reinforcing particles. Investigated was relation between the solidification kinetics and components thermo-physical properties, reinforcement size and geometry. Domain f work enclosed reinforcement content in range of 1:10%. Metal matrix investigated consisted of technically pure metals or eutectic alloys with high thermal conductivity and alloys with low thermal conductivity, selected reinforcing particles were essentially solid particles, with high and low thermal conductivity and variable geometry from spherical and regular to real partcle shape. Studies methodology consisted of demonstrating differences between the geometry of hypothetical and real particles. Next the influence of thermo-geometrical properties on composite technological properties was shown. The heat flow kinetics in experimental and simulation macro-model. Simulation was conducted for extreme and particular ranges of investigated thermal and geometrical quantities. Temperature range used were close to those used in composite manufacturing. Studies conception consisted of the three elements: 1. Theoretical analysis enclosing composite creation form liquid state with efficiency analysis of wetting and nucleation processes and particles influence on cast composites manufacturing. 2. Experimental analysis of relations between components thermo-physical properties and particle - matrix interference morphology and selected technological composite properties. 3. Simulation analysis of temperature fields, its derivatives after time and heat flow direction with different initial and boundary conditions. Simulation software based on boundary element method and finite difference method was applied. Investigation enclosed flat and three - dimensional regions studies with single and numerous particles. Analyzed were the transition zone phase's influence and incomplete wetting. Following thesis was set: Heat flow kinetics can be controlled by selection of reinforcing particles size, content and morphology and components thermo-physical properties. As results the similarity and differences occurring in solidification kinetics caused by input variables selection were described. Work thesis was positively verified. Essential and significant diversification of heat flow parameters was identified in domain of investigated relations. Methodology was shown, which quantities described components matching in regard to kinetic factors influencing the matrix structure optimization. Further studies directions were determined.

3

Krzepnięcie i krystalizacja kompozytów z cząstkami oraz kompozytów powierzchniowych

Gawroński J., Szajnar J., Cholewa M., Wróbel P.

Przegląd Odlewnictwa

|

2005

|

Vol. 55, nr 4

216-230

PL

Pierwsza cześć opracowania dotyczy krzepnięcia i krystalizacji metalowych kompozytów odlewanych z cząstkami ceramicznymi. Gradient temperatury wraz z szybkością spadku temperatury przed krystalizacją i w czasie jej trwania stanowią dwa podstawowe czynniki w prognozowaniu struktur metali i stopów, a także metalowej osnowy kompozytów. Podjęto próbę analizy procesu krzepnięcia kompozytu metodami symulacyjnymi. Druga część opracowania dotyczy mechanizmu tworzenia się powierzchniowej kompozytowej warstwy stopowej bezpośrednio w procesie kształtowania odlewu staliwnego w celu uzyskania szczególnych własności odlewu. Badania były ukierunkowane na zagadnienia kompozytowych warstw stopowych na odlewach staliwnych, odpornych na zużyciew różnych trudnych warunkach pracy, np. w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego i brunatnego, cementowym, ceramicznym itp.

EN

The first part of the article concerns the solidification and crystalization of the cast metal composites containing ceramic particles. The temperature gradient together with the temperature drop before and during the crystallization are two basic factors in the foreseeing the structure of metals and alloys as well as of the metallic matrix of composites. The trial was taken up to analyse the solidification process using the simulation methods. Secend part of the work concerns the mechanism of the formation of an alloyed composite surface layer directly during the steel casting forming in the mould in order to achieve special casting's properties. The research was directed to the problem of alloyed composite layers on the steel castings resistant to wear in different hard working conditions, for instance in the coal extractive industry as well as in cement and ceramic industry.

4

Charakterystyka krzepnięcia kompozytów o osnowie aluminium zbrojonych cząstkami ceramicznymi

Myalski J., Śleziona J., Dyzia M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 10

61--67

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu krzepnięcia kompozytu stop AK12 – cząstki ceramiczne. Zróżnicowane właściwości fizyczne zastosowanych cząstek (przewodność cieplna, gęstość) warunkują procesy krystalizacji i wpływają na sposób rozmieszczenia zbrojenia w materiale osnowy. Cząstki o dobrym przewodnictwie cieplnym skracają czas krzepnięcia, mała gęstość cząstek powoduje zmiany w charakterze przebiegu procesu krystalizacji i powstanie struktur gradientowych.

EN

In this paper results of investigations of solidification process of AMCs were presented. The different physical properties of applied ceramic particles (thermal properties, mass density) depends on the processes of crystallization and the distribution of reinforcement in metal matrix. Good thermal conductivity shorts the time of coagulation, the low-density of elementary entities causes in character of course of process crystallization the changes and the rise of gradient structures.

5

Krzepnięcie i skurcz liniowy kompozytu na osnowie stopu AK12 zbrojonego cząstkami Al2O3 i SiC

Pucka G., Śleziona J., Żak W.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 44

311--316

PL

W pracy przedstawiono badania nad wpływem cząstek zbrojących (Al2O3 i SiC) o zawartości 10 i 15 % obj. na parametry charakterystyczne stygnięcia i swobodnego skurczu linowego kompozytu na osnowie stopu AK12. W badaniach wykorzystano metodę DTSA. Stwierdzono, iż zwiększenie zawartości cząstek ceramicznych wpływa na zmniejszenie skurczu liniowego, przy czym cząstki SiC działają bardziej hamująco; wzrost zawartości cząstek sprzyja również zwiększeniu wartości rozszerzenia przedskurczowego. Wprowadzenie cząstek ceramicznych do osnowy powoduje również zróżnicowanie temperatury początku krzepnięcia kompozytu.

EN

In this work the investigation of the influence ceramic particles (Al2O3. and SiC) with 10 and 15 vol.% on the characteristic parameters of cooling and linear shrinkage for AK12 aluminum alloy matrix composite have been shown. In this research the DTSA method has been appalled. The increasing of the ceramic particles in the linear shrinkage more check than Al2O3 particles. Increasing of the volume fraction of the particles favorable increasing of the expansion before composite linear shrinkage.