Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wielofazowy model transportu masy oraz ciepła w procesie laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną elektrolitycznie powłoką chromu

Didenko T., Kusiński J.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

364-367

PL

W pracy zaprezentowano wielofazowy model transportu masy i ciepła w procesie laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną elektrolitycznie powłoką chromu. Proces laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną powłoką chromu przeprowadzono stosując wiązkę lasera o działaniu ciągłym o modzie TEM10. Przetapianie przeprowadzono przy użyciu stałej średnicy wiązki (o) , szybkości przemieszczania (V) zmieniając jedynie całkowitą moc lasera (P). Proces nanoszenia powłoki chromu wykonano stosując tradycyjną kąpiel siarczanową otrzymując w rezultacie powłokę o grubości 40 um. W pracy rozwiązano równania różniczkowo-cząstkowe dla zasady zachowania energii, masy oraz pędu w układzie wielofazowym. Rozkład koncentracji chromu w żelazie armco otrzymano uwzględniając w modelu algorytm VOF (ang. Volume of Fluid). Przyjęto zmienne z temperaturą dane termofizyczne zarówno dla żelaza armco jak i dla powłoki chromu. Wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie na podstawie przeprowadzonej analizy z wykorzystaniem mikroskopii optycznej, elektronowej skaningowej oraz mikroanalizy rentgenowskiej EDS (ang. Energy Dispersive Spectroscopy).

EN

In this paper, a multiphase model of mass and heat transfer for laser treatment of pure iron with predeposited chromium coat is presented. Laser treatment of pure iron with predeposited chromium coat was performed using continuous laser source with mod TEM10. Laser melting was carried out using a constant beam diameter (o), scanning velocity (V) while the total beam power was changed. The process of chromium coating was performed using conventional sulfate bath to obtain chromium coat thickness of 40 žm. The partial differential equations of conservation: mass, momentum and energy in the melted pool for multiphase system were solved. To obtain the distribution of chromium in pure iron new algorithm Volume of Fluid was taken into account. The changes of thermophysical properties with temperature for chromium and pure iron were assumed. Results of computations were compared with an experiment based on scanning electron microscopy, optical microscopy and x-ray microanalysis (Energy Dispersive Spectroscopy) examinations.

2

Turbulentny model wielofazowego transportu masy w procesie laserowego przetapiania żeliwa sferoidalnego

Didenko T., Kusiński J.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 5

521-523

PL

W pracy przedstawiono turbulentny model wielofazowego transportu masy w procesie laserowego przetapiania żeliwa sferoidalnego. Zastosowanym źródłem ciepła był laser gazowy dużej mocy o działaniu ciągłym generującym mod poprzeczny TEMoo. W modelu uwzględniono wpływ efektu Marangoniego na powierzchniowy transport masy oraz zmienne z temperaturą dane termofizyczne. W obliczeniach wielofazowego przepływu cieczy zastosowano algorytm objętości cieczy-VOF. Otrzymane wyniki porównano z eksperymentem. Zaprezentowany model matematyczny pozwala przewidywać kształt, rozmiary strefy przetopionej oraz rozmieszczenie domieszki podczas laserowe go przetapiania materiałów.

EN

In this paper, turbulent model of multiphase mass transport during laser melting of ductile iron is presented. The high power density laser working in continuous mode TEMoo was applied as a source of heat. The influence of Marangoni effect on surface mass transport and thermophysical data changing with temperature were taken into account. To solve multiphase flow, volume of fluid algorithm during computation was used. Obtained computations were compared with experimental results. Presented mathematical model allows to predict shape, size of laser melted zone and redistribution of elements during laser melting phenomena.

3

Numeryczne modelowanie procesu otrzymywania monokryształów CoO metodą topienia strefowego

Cieniek Ł., Didenko T., Kusiński J.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 6

777-783

PL

W artykule omówiono wpływ parametrów procesu topienia strefowego na własności otrzymanych tą metodą monokryształów CoO. Czyste monokryształy CoO otrzymano z drobnego proszku, formowanego na zimno, spiekanego i przetapianego za pomocą urządzenia do beztyglowego topienia strefowego w pozycji pionowej - CYBERSTAR. Procedura taka pozwoliła na otrzymanie monokrystalicznych prętów o orientacji "przeszczepionej" z zarodka [100] CoO. Druga część artykułu przedstawia wyniki numerycznego modelowania procesu topienia strefowego (wzrostu kryształów). W części tej przeanalizowano zmiany, zarówno prędkości obrotu, jak i prędkości przesuwu polikrystalicznej próbki i zarodka, co pozwoliło na określenie optymalnych warunków dla wzrostu monokryształów CoO.

EN

In this paper the influence of zone-melting process parameters on CoO single crystals properties was discussed. Pure CoO single crystals were prepared from fine CoO powder, cold-pressed, sin-tered and melted using floating-zone mirror furnace - CYBERSTAR. This procedure allowed acquiring single crystals, characterized by the orientation "taken" from the [100] CoO nucleus. Second part of the paper shows the results of numerical modelling of the crystal growth process. Both, changes of translation and rotation velocities of the polycrystalline sample and single crystal germ, were investigated. This analysis allowed to specify the optimal conditions for CoO single crystals growth.

4

Wpływ parametrów obróbki laserowej na kształt strefy przetopionej o charakter cyklów cieplnych w stali

Siwek A., Didenko T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 12

583-589

PL

W pracy zaprezentowano trójwymiarwy model matematyczny laserowego przetapiania stali. Obejmuje on poruszające się wzdłuż próbkigaussowskie źródło ciepła. Zastosowano nieliniowe zależności własności cieplnych i mechanicznych od temperatury oraz uwzględniono wpływ składu chemicznego materiału przetapianego. Pokazano, że proces przetapiania jest głównie kontrolowany wartością i znakiem gradientu napięcia powierzchniowego. Dla większości stali napięcie powierzchniowe jest ściśle związane z zawartością siarki. Przeprowadzono obliczenia dla trzech zawartości siarki i dwóch prędkości przetapiania. Obliczono krzywe nagrzewania i chłodzenia w obrabianym laserowo materiale, opierając się na numerycznym rozwiązaniu równań zachowania masy, pędu i energii w układzie trójwymiarowym.

EN

In this work three - dimensional mathematical model of laser melting of steel is presented. It includes Gaussian source of heat moving along the specimen. Nonlinear relationships between thermal and mechanical characteristics and temperature were applied and the influence of chemical composition of melted material has been also taken into consideration. Results of calculations are shown in the form of graphs illustrating liquid movement in melted zone. It was shown that the melting process is mainly controlled by value and gradient sign of surface tension. For most steels the surface tension is closely connected with sulfur content. Calculations were carried out for three values of sulfur content and two melting velocities. Curves of heating and cooling in laser treated material were calculated basing on numerical solution of equations of mass, momentum and engry conversation in three - dimensional layout. Using results of the work it is possible to explain the microstructure arisen after laser melting.

5

Wpływ parametrów obróbki na kształt strefy przetopionej laserowo

Siwek A., Didenko T.

Informatyka w Technologii Materiałów

|

2003

|

T. 3, Nr 1

33-40

PL

W pracy wykonano badania modelowe przetapiania laserowego stali przez numeryczne rozwiązanie równań zachowania energii, pędu i ciągłości strugi. Wyniki obliczeń potwierdzająwpływ konwekcyjnego transportu ciepła na kształtowanie strefy przetopionej. Kierunek strumienia cieczy na powierzchni zdeterminowany jest efektem Marangoni'ego. Zmiana znaku współczynnika temperaturowego napięcia powierzchniowego partial differential gamma/partial differential T w wyniku zmiany temperatury lub zawartości siarki, sprzyja tworzeniu się dwóch przeciwnie skierowanych strumieni cieczy. Wzrost ilości siarki w stali i zmniejszenie szybkości przesuwu wiązki lasera, zwiększaj ą stosunek głębokość/szerokość strefy przetopionej. Na kształt otrzymanej numerycznie strefy przetopionej duży wpływ ma przyjęty w modelu rozkład mocy wiązki lasera. Przyjęty w pracy model źródła pozwolił na uzyskanie dużej zgodność obliczonego kształtu strefy przetopionej z mikrostrukturą stali HS 6-5-2 przetapianej laserowo.

EN

The mathematical model of laser beam melting of stainless steel is presented in the paper. It is shown that process of melting is mainly controlled by value of surface tension. For the majority of steels the surface tension is closely related to the content of sulphur. Calculations were carried out for several contents of sulphur and for various melting speeds using the finite element program FLUENT.

6

Przetopieniowa obróbka laserowa

Kusiński J., Siwek A., Didenko T., Kąc S., Woldan A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2002

|

Vol. 69, nr 4

166--175

PL

W artykule przedstawiono trzy zagadnienia rozwiązywane w ostatnich latach w Zakładzie Inżynierii i Analiz Materiałów: model matematyczny laserowego przetapiania warstwy wierzchniej stali, laserowe przetapianie powierzchniowe stali SW7M oraz laserowe stopowanie stali węglowych tantalem. Zgodnie z przyjętymi założeniami, metodą elementów skończonych wykonano obliczenia rozkładu pól temperatury w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przesuwu wiązki lasera oraz do powierzchni próbki. Obliczenia wykonano dla stali szybkotnącej SW18 i uzyskano bardzo dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi. Pozostałe dwa zagadnienia dotyczą procesów powierzchniowego przetapiania oraz stopowania stali, w których technika laserowa jest bardzo efektywnie wykorzystywana.

EN

Three problems solved last years in Establishment of Materials Engineering: mathematical model of laser-melting of upper layer of steel, superficial laser-melting of SW7M steel and laser-alloying of ordinary steel by means of tantalum are presented. According to assumptions thermal field distribution perpendicular to shift direction of laser beam and to sample surface by finite element method was calculated. Calculations for high-speed SW18 steel was made and very good compatibility with experimental data was obtained. Remained two problems relate to superficial melting and alloing of steel where laser technique is very effective utilized.