Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 40

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  krzepnięcie odlewu
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The impact of casting conditions on microstructure a and mechanical properties was described, especially for cast products from AlSi9Cu3 alloy. Particular attention was paid to the parameters of dendritic structure: DAS 1 and DAS 2. Selected mechanical properties (by static tension test) of test castings made using basic technologies of casting: GSC - gravity sand casting, GDC - gravity die-casting and HPDC - high-pressure die-casting, are presented for cast-on test bars and cast separately. Casts were made of the same alloy AlSi9Cu3. Fractures and the zone near the fracture (after static tension test) was subjected to VT - visual tests, PT - penetration tests and metallographic tests. The condition of porosity (fracture zone) was also assessed. The analysis of virtual results was performed using the NovaFlow & Solid system together with the database and they were compared to experimental tests. This way of validation was applied in order to assess the correlation between the local rate of cooling and the size of DAS for GSC, GDC and HPDC technologies. Finally, the correlation between the parameters of structure and mechanical properties with regard to the impact of porosity was signalized.
PL
W ramach tej pracy został opracowany model, który opisuje rozkład wytrzymałości na rozciąganie odlewu żeliwnego, krzepnącego w formie piaskowej. Model ten bazuje na zależności matematycznej wiążącej liniową prędkość krzepnięcia z wytrzymałością na rozciąganie. Autorzy pokazują także jak liniowa prędkość krzepnięcia może zostać związana z modułem cieplnym odlewu. Opracowany został również program komputerowy umożliwiający analizę wpływu grubości ścianki odlewu na jego parametry technologiczne. Wynikiem obliczeń jest pole wytrzymałości, które pozwala określić obszary odlewu, w których właściwości mechaniczne są różne od zalecanych przez technologa.
EN
The model, which describes the tensile strength distribution of the iron casting solidifying in a sand mould, was developed within this work. This model is based on the mathematical dependence linking the linear solidification rate with the tensile strength. The authors also indicated, in which way the linear solidification rate can be related to the casting thermal modulus. The computer program enabling the analysis of the influence of the casting wall thickness on its technological parameters was also developed. The computational result constitutes the field of strength, which allows to determine the zones of the casting where mechanical properties are different from the ones recommended by the technologist.
EN
The paper presents a solution of an inverse problem consisting in determination of boundary conditions in the process of binary alloy solidification when temperature measurements in selected points of the cast are known. In the investigated model the distribution of temperature is described using the Stefan model with the liquidus temperature varying in dependance on concentration of the alloy component. For description of the concentration we apply the model in which the immediate equalization of chemical composition of the alloy is assumed (lever arm model). Experimental verifcation of the developed algorithm is also presented.
4
Content available Inoculation effects of cast iron
EN
The paper presents a solidification sequence of graphite eutectic cells of A and D types, as well as globular and cementite eutectics. The morphology of eutectic cells in cast iron, the equations for their growth and the distances between the graphite precipitations in A and D eutectic types were analyzed. It is observed a critical eutectic growth rate at which one type of eutectic transformed into another. A mathematical formula was derived that combined the maximum degree of undercooling, the cooling rate of cast iron, eutectic cell count and the eutectic growth rate. One type of eutectic structure turned smoothly into the other at a particular transition rate, transformation temperature and transformational eutectic cell count. Inoculation of cast iron increased the number of eutectic cells with flake graphite and the graphite nodule count in ductile iron, while reducing the undercooling. An increase in intensity of inoculation caused a smooth transition from a cementite eutectic structure to a mixture of cementite and D type eutectic structure, then to a mixture of D and A types of eutectics up to the presence of only the A type of eutectic structure. Moreover, the mechanism of inoculation of cast iron was studied.
EN
The paper presents the results of evaluation of the metallurgical quality of master heat ingots and of the identification of non-metallic inclusions (oxides of Al., Zr, Hf, Cr, etc.), which have been found in the shrinkage cavities formed in these ingots. The inclusions penetrate into the liquid alloy, and on pouring of mould are transferred to the casting, especially when the filtering system is not sufficiently effective. The specific nature of the melting process of nickel and cobalt alloys, carried out in vacuum induction furnaces, excludes the possibility of alloy refining and slag removal from the melt surface. Therefore, to improve the quality of castings (parts of aircraft engines), it is so important to evaluate the quality of ingots before charging them into the crucible of an induction furnace. It has been proved that one of the methods for rapid quality evaluation is an ATD analysis of the sample solidification process, where samples are taken from different areas of the master heat ingot. The evaluation is based on a set of parameters plotted on the graph of the dT/dt derivative curve during the last stage of the solidification process in a range from TEut to Tsol.
6
Content available remote Cellular automaton modeling of ductile iron microstructure in the thin wall
EN
The mathematical model of the globular eutectic solidification in 2D was designed. Proposed model is based on the Cellular Automaton Finite Differences (CA-FD) calculation method. Model has been used for studies of the primary austenite and of globular eutectic grains growth during the solidification of the ductile iron with different carbon equivalent in the thin wall casting. Model takes into account, among other things, non-uniform temperature distribution in the casting wall cross-section, kinetics of the austenite and graphite grains nucleation, and non-equilibrium nature of the interphase boundary migration. Solidification of the DI with different carbon equivalents was analyzed. Obtained results were compared with the solidification path calculated by CALPHAD method.
7
Content available remote Mathematical modeling of the filling process of a slender mould cavity
EN
In this paper, three mathematical models of the solidification of a thin-walled casting, which take into account the filling process of the mould cavity with molten metal, have been proposed. In the general model, velocity and pressure fields were obtained by solving the momentum equations and the continuity equation, while the thermal fields were obtained by solving the heat conduction equation containing the convection term. In the simplified models, making assumptions relating to both the material and the geometry of the region, the general equations for momentum and continuity have been reduced to single an equation for pressure. This approach leads to the essential acceleration of fluid flow computations. In this model, coupling of the thermal and fluid flow phenomena by changes in the fluidity function and thermophysical parameters of alloy with respect to temperature has been taken into consideration. The problem has been solved by the finite element method.
EN
The thermal processes proceeding in a system casting-mould are considered. The casting is made from cast iron. The temperature and its time derivative at the central point of sample casting have been obtained experimentally. Using finite difference method the temperature distribution in the domain considered has been determined. Next, the calculated and measured cooling curves have been compared. The good agreement between these curves has been observed.
EN
The temporary temperature field correction method constitutes a very effective tool for numerical modelling of solidification. The most general version of this algorithm has been presented by Mochnacki [1] and Szopa [2], The basic idea of the method consists in the computations of temperature field for homogeneous domain (e.g. corresponding to molten metal or solid body) and obtained in this way a discrete temperature field for time t is in adequate way 'rebuilt' using the simple mathematical formulae. In this way the non-homogeneous geometry of solidifying casting is taken into account. This approach can be used in the case of macro modelling, in particular when the one domain approach [3, 4, 5, 6] is applied. The basic assumption of the algorithm presented in [ 1 ] and [2] was that the substitute thermal capacity (STC) [7, 8] of casting material can be approximated by a piece-wise constant function. In this paper the generalization of the method on a case of practically optional function describing a course of STC. In the final part of the paper one can find the example of numerical simulations using this approach.
PL
Metoda poprawiania chwilowego pola temperatury jest bardzo efektywnym narzędziem możliwym do wykorzystania przy modelowaniu procesu krzepnięcia. Przedstawioną w pracach Mochnackiego [1] i Szopy [2] wersję dotyczącą schodkowych zmian zastępczej pojemności cieplnej uogólniono na przypadek funkcji o dowolnym przebiegu.
10
Content available remote Kinetics of casting solidification : an inverse approach
EN
In the paper the example of inverse problems application in the thermal theory of foundry processes is discussed. The solidification of typical binary alloys is considered, at the same time the macro model basing on the substitute thermal capacity is taken into account (fixed domain approach). The information necessary in order to determine the kinetics of casting solidification results from the knowledge of cooling (heating) curves at the selected set of points from casting and/or mould sub-domains. The identified value corresponds to the volumetric latent heat of alloy and, as will be shown, the knowledge of this parameter allows to determine the course of solidification, in particular the changes of temporary values of volumetric solid state fraction at the points selected from casting domain. The inverse problem considered is solved using the gradient method. On the stage of numerical simulation the FDM algorithm is used. In the final part of paper the example of computations is shown.
PL
Poprawność i wiarygodność wyników komputerowej symulacji przebiegu procesu stygnięcia i krzepnięcia odlewu, zależą przede wszystkim od właściwego wyboru i poprawnego sformułowania warunków jednoznaczności, w których decydujące znaczenie mają warunki początkowe-brzegowe, odzwierciedlające kinetykę przepływu ciepła w układzie odlew-forma. O ile określenie warunków geometrycznych i fizycznych nie nastręcza na ogół trudności, to w literaturze brakuje, niestety, przekonywującej metodyki doboru warunków brzegowych. W publikacji podjęto próbę określenia metody doboru parametrów, opisujących warunki jednoznaczności do modelowania badanych procesów cieplnych, poprzez analizę i porównanie wyników symulacji uzyskanych przy zastosowaniu różnych wariantów warunków początkowych i brzegowych.
EN
Correctness and reliability of the computer simulation of casting cooling and solidification processes depend, first of all, on the proper choice and correct formulating of the uniqueness conditions, where the initial-boundary conditions, reflecting the kinetics of the heat flow in the system: casting - mould are of crucial importance. While the determination of the geometrical and physical conditions does not cause difficulties there is not to be found in the literature any convincing method of choice the boundary conditions. In the article an attempt is made at determination the method of choosing the parameters describing the uniqueness conditions for modeling the researched thermal processes, through the analysis and comparision of the simulations results obtained by using different versions of the initial and boundary conditions.
12
Content available remote Analiza procesu krzepnięcia kompozytu heterofazowego
PL
Badania dotyczące krystalizacji i krzepnięcia odlewów to ostatni etap wytwarzania zawiesin kompozytowych. Opis i poznanie zjawisk towarzyszących tym procesom pozwala na kształtowanie zróżnicowanej struktury wytwarzanych materiałów, od której ściśle zależą właściwości finalnego wyrobu. W pracy przedstawiono i porównano wyniki badań procesu krzepnięcia zarówno dla zastosowanej osnowy ze stopu aluminium (AK12Mg2), jak i kompozytów zawierających jeden rodzaj cząstek (Al[2]O[3]) oraz zbrojenie heterofazowe (mieszanina cząstek Al[2]O[3] + węgiel szklisty).
EN
Research concerning crystallization and solidification of cast are last stage in composite suspension producing. Description and knowledge of phenomena accompanying these processes anows to forming of diversity structure of fabricated material, on which specificity depend strictly of final cast properties. In this paper results of solidification process of research of aluminum metal matrix alloy (AKI2Mg2), as well as of composites including homophase(Al[2]O[3]) and heterophase (Al[2]O[3]) + glass carbon) reinforcement were presented and compared.
PL
W pracy przedstawiono zagadnienia związane z procesem krystalizacji odlewów z metali i stopów, wykonywanych w warunkach wymuszonej konwekcji w wyniku działania wirującego lub wirującego rewersyjnego pola magnetycznego. Rozważono wpływ zmian warunków krzepnięcia odlewu, wywołanych przez wymuszoną konwekcję, na szerokość strefy kryształów kolumnowych, a w szczególności na możliwość ograniczenia jej rozmiarów. Uzyskane wyniki dowodzą, że pole magnetyczne zmienia warunki termiczne i stężeniowe. Jedne i drugie zależą od indukcji pola magnetycznego B, czyli od prędkości ciekłego metalu przed frontem krystalizacji V cm. Podano przykłady wykorzystania pola magnetycznego do zmiany struktury odlewów.
EN
The first part of the article concerns the solidification and crystallization 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
14
Content available remote Termofizyczny dobór komponentów w odlewanych kompozytach dyspersyjnch
PL
Przedstawiono sposób oceny wpływu parametrów termofizycznych na kinetyczne czynniki kształtujące strukturę osnowy kompozytu. Zaproponowano metodykę postępowania przy ocenie termotizycznego dopasowania komponentów. Przedstawiono zależności temperatury, gradientu temperatury oraz pochodnej z temperatury po czasie w bezpośrednim otoczeniu cząstek zbrojących (rys. 1). Na rysunku 2 pokazano graficzne sposoby interpretacji wyników analiz symulacyjnych służących poprawnemu doborowi komponentów pod względem sterowania procesem krzepnięcia i krystalizacji kompozytowego odlewu. Badania swym zakresem obejmują płaskie kwadratowe wirtualne modele i jednokierunkowy ruch ciepła przy skrajnie zróżnicowanych właściwościach cieplnych komponentów i zróżnicowaniu temperatury początkowej komponentów (Tz > Tv lub Tp > Tm). W wyniku badań opracowano metodykę postępowania przy doborze termofizycznych cech komponentów. Procedura może także uwzględniać statystyczny kształt cząstek uzyskanych poprzez ilościową analizę i ich morfologiczny opis za pomocą modułu morfologicznego. Wyznaczenie liczbowej wielkości niedopasowania komponentów odbywa się poprzez porównanie wybranych wielkości cieplnych: temperatury lub jej pochodnych w funkcji czasu i kierunku ciepła. Porównywane są obliczeniowe układy: kompozytowy z reprezentatywną cząstką zbrojącą i układ bez cząstki, czyli złożony z samej osnowy kompozytu. Cechą układu jest związek geometryczno termofizyczny komponentów i granicy przejścia, który kształtuje kinetykę ruchu ciepła. Na ich podstawie można prognozować właściwości strukturalne osnowy w otoczeniu cząstki na podstawie przykładowych zależności pokazanych na rysunkach 1e i f, będących ilorazem i iloczynem pochodnych temperatury po czasie i kierunku (dT/dt:dT/dl =f(t,l) [cm/s], dT/dl • dT/dt =f(t,l) [K2/(cm s)]).
EN
In presented work evaluation method for thermo-physical parameters influence on kinetic factors of composite matrix solidification is shown. A methodology has been proposed for thermo-physical matching evaluation of components. Relations of temperature, thermal gradient and temperature first derivative after time in close neighborhood of the reinforcing particle (Fig. 1). In Figure 2 the graphical way of simulation analysis results interpretation is shown which can be used for proper components selection in respect of solidification and crystallization process control. Studies concern flat virtual models and unidirectional heat flow with extremely different components thermal properties and its initial temperatures. As the results author obtained methodology of components thermo-physical properties selection. This procedure can also take into account statistical particles shape obtained in quantitive analysis and their description with use of morphology modulus. Evaluation of mismatch value for the components is realized by some thermal quantities comparison: temperature and its derivatives after time and heat flow direction. Compared are the calculation systems with and without (containing only the alloy matrix) the model of reinforcing particle. One of the features of the system is geometrical and thermo-physical relation between the components and interface, which models the heat flow kinetics. On this basis the structural properties of the matrix can be forecast in the particle neighborhood.
15
Content available remote Warunki krzepnięcia odlewów z siluminów a parametry mikrostruktury
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów mikrostruktury i warunków krzepnięcia wynikających ze zróżnicowania materiałów formy. Podano analityczne zależności parametrów mikrostruktury odlewów z podeutektycznych siluminów w funkcji gradientu temperatury i kąta jego nachylenia względem osi walca.
EN
The paper presents results of the studies microstructural parameters and solidification conditions affected by various materials of the mould. An analytical relationship is provided, binding the parameters of microstructure of the casts made of hypoeutectic silumins with temperature gradient and the angle of its inclination with respect to the cylinder axis.
16
Content available remote The influence of mould parameters on the casting solidification
EN
In the paper the methods of sensitivity analysis are applied for the estimation of the influence of mould parameters on the course of thermal processes proceeding in the system casting-mould. The mathematical considerations concern the non-homogeneous domain and on the contact surface the continuity of temperature and the continuity of heat flux are assumed. The sensitivity model with respect to [&LambdaM] and [CM] (thermal conductivity and volumetric specific heat of mould) has been constructed using the direct approach. On the stage of computations the control volume method has been applied [1]. In the final part of the paper the simple example of numerical simulation is shown.
PL
W pracy wykorzystano metody analizy wrażliwości do badania wpływu parametrów formy odlewniczej (współczynnika przewodzenia i ciepła właściwego) na przebieg procesów cieplnych w układzie odlew-forma-otoczenie. Na etapie obliczeń numerycznych wykorzystano metodę bilansów elementarnych.
17
Content available remote Numerical model of axially-symmetrical casting solidification. Part l
EN
In the paper the control volume method is applied for numerical modelling of thermal processes proceeding in the solidifying axiaIly symmetrical casting. The problem is treated as the non-linear one and the temperature-dependent thermophysical parameters of casting and mould materials are introduced. It is assumed that the solidification proceeds at the temperature T_L corresponding to the beginning of the process, but the temporary value of T_L results from the macrosegregation model (in the final stages of casting solidification it can be equal to T_e, this means the eutectic temperature). In the first part of the paper the balance equations for the control volumes in the shape of the Thiessen polygons will be presented.
PL
W pracy przedstawiono algorytm wykorzystujący metodę bilansów elementarnych do modelowania procesów cieplnych w krzepnącym odlewie. Uwzględniono nieliniowości w opisie matematycznym procesu, czyli zmieniające się z temperaturą wartości parametrów termofizycznych odlewu i formy. Uwzględniono również zmianę temperatury początku krzepnięcia wynikającą ze zmiany składu chemicznego stopu.
18
Content available remote Numerical model of axially-symmetrical casting solidification. Part 2
EN
In the paper [1] the theoretical considerations concerning the application of controI volume method for numerical modelling of thermal processes proceeding in the solidifying casting are presented. In particular, the formulas resulting from balance equations for the control volumes in the shape of the Thiessen polygons are collected. Here, the results of numerical simulations concerning the axially-symmetrical casting solidification will be shown. The computer program worked out by the authors cab be useful for computations of thermal processes proceeding in the 2D objects, for example the domains oriented in the cylindrical co-ordinate system {r, z}.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń programu wykorzystującego metodę bilansów elementarnych do modelowania procesów cieplnych w krzepnącym odlewie. W szczególności rozpatrywano obszar o geometrii osiowo-symetrycznej. Przekroje poprzeczne objętości kontrolnych (pierścieni) mają kształt wieloboków Thiessena (w szczególnym przypadku - prostokątów). Uwzględniono nieliniowości w opisie matematycznym procesu, czyli zmieniające się z temperaturą wartości parametrów termofizycznych odlewu i formy. Uwzględniono również zmianę temperatury początku krzepnięcia wynikającą ze zmiany składu chemicznego (makrosegregacja).
PL
W pracy przedstawiono numeryczną analizę procesu krzepnięcia i zasilania odlewu płyty staliwnej z zastosowaniem nadlewów o kształcie cylindrycznym, zbieżnym w dół. Do obliczeń procesu zasilania przyjęto zastosowanie nadlewu zwykłego , nadlewu w otulinie izolacyjnej oraz nadlewu izolowanego jednoczesnym ocieplaniem jego powierzchni górnej za pomocą zasypki egzotermiczno-izolacyjnej. Skonstruowany, model matematyczno-fizyczny uwzględnia sprzężenie procesu wymiany ciepła, powstawania jamy skurczowej i rozwoju pola porowatości w obszarze odlewu. Opracowany program pozwala na przeprowadzenie serii eksperymentów numerycznych umożliwiających wytypowanie zych czynników decydujących o skuteczności procesu zasilania. Jego zastosowanie umożliwia wielowariantową analizę szerokiej gamy nadlewów o odmiennych sposbach izolowania lub ocieplania. Wyniki przeprowadzonych obliczeń - przedstawione metodą graficzną z równoczesnym ujęciem tabelarycznym - pozwalają na wizualno-ilościowąanalizę przebiegu podstawowych parametrów badanych procesów cieplno-fizycznych. Przeprowadzone eksperymenty numeryczne wykazują, że istotny wpływ na tworzenie się porowatości i obszaru jamy skurczowej ma czas krzepnięcia nadlewu, zależny od kształtu, wymiarów i technoiogicznyeh metod jego izolowania i ocieplania.
EN
In the article numerical analysis is presented of the solidification and feeding processes of a steel plate casting fed with the selected cylindrical risers with the conicity in a downnward direction. To the calculations of the feeding process parameters, the following risers have been chosen: risers without thermal insulation, risers solidifying in an insulating layer and risers coated with exothermic powder. The designed mathematical and physical model considers coupling with the heat exchange process, the formation of shrinkage cavities and the development of the porosity field in the casting area. The elaborated programme permits to carry out a series of numerical experiments enabling the selection of the more important factors, which decide on the effectiveness of the feeding process. Its application makes it possible to use the multi-variant analysis of a large game of risers with varied methods of insulation and coating with exothermic powder. The results of the carried out calculations - shown in a graphic way with simultaneous tabular presentation - allow to make a visual-quantitative analysis of the course of the essential parameters of the investigated thermo-physical processes. The carried out numerical experiments indicate that the significant influence of the formation of porosity and the shrinkage cavity has the time of the riser solidification. It depends on the shape, dimensions and technological methods of risers insulation and their coating with exothermic powder.
20
Content available remote Sensitivity analysis in non-linear heat conduction
EN
In the paper the sensitivity analysis is used in order to investigate the influence of external cooling conditions on the course of casting solidification. The model of thermal processes proceeding in the casting corresponds to the micro/macro one (the second generation model [1]). In particular we present the sensitivity of transient temperature field in casting volume on the changes of heat transfer coefficient given on its outer surface. On a stage of numerical modelling the control volume method [2, 3] has been used. In the final part of the paper the examples of numerical computations are shown.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.