Wpływ zmienności utajonego ciepła krzepnięcia w funkcji temperatury na wyniki symulacji krzepnięcia odlewów

• Autorzy: Mikołajczak, P. , Ignaszak, Z.

Warianty tytułu

EN

The effect of latent heat changeability in function of temperature on castings solidification simulation results

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy testowania wybranych przypadków modelowego ujęcia zmienności utajonego ciepła krzepnięcia L w przedziale temperatury liquidus-solidus, zobrazowanych krzywą ułamka fazy stałej fs =7(7). Krzywa ta steruje generowaniem utajonego ciepła krzepnięcia podczas symulacji komputerowej procesu krzepnięcia stopu, opartej na tzw. makromodelu. Omówiono podstawy kinetyki krzepnięcia wyrażonej za pomocą fs = f(T) oraz użyte do testowania metody eksperymentu symulacyjnego. Oceniano wrażliwość wyników symulacji na zmienność fs =f(T). Przedstawione badania polegały na serii symulacji krzepnięcia odlewu staliwnego w kształcie płyty o grubości 100 mm, odlanej do formy z masy piaskowej, w której zastosowano także ocbładzalniki i materiały izolujące cieplnie. Testowano wrażliwość wybranych wyników symulacji (parametry post-processingowe: izochrony tL i t s, gradient temperatury GL i GS, szybkość stygnięcia RL i Rs) na zmienność_fs sterującego wydzielaniem ciepła L oraz oszacowano wielkości tego oddziaływania.

EN

The paper concerns testing of chosen cases in modeling of changes in latent heat of solidification L in temperature range TL-Ts, described by solid fraction curve fs =f(T). The curve fs controls extraction of latent heat of solidification in computer simulation of alloys solidification, based on so-called macromodel. There have been discussed the basics of solidification kinetics expressed by fs =f(T) and applied in tests methods of simulation experiment. It has been estimated the sensitivity of simulation results on changes fs =J(T). The presented tests consisted in set of solidification simulation of the cast steel plate casting with thickness 100 mm, poured into sand mould, mould with the chill and mould with insulator. It has been tested the sensibility of selected simulation results (so-called post-processing parameters: isochrones tL i ts, temperature gradient GL i Gs cooling rate RL i Rs) on changes in fs which controls extraction of latent heat L, and it has been estimated greatness of this effect.

Słowa kluczowe

PL

krzepnięcie; symulacja; staliwo; ciepło utajone; krzywa ułamka fazy stałej

EN

solidification; simulation; cast steel; latent heat; solid fraction curve

• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 26, nr 1
• Strony: 65-76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Mikołajczak, P.

autor

Ignaszak, Z.

• Dr inż. - Instytut Technologii Materiałów Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Ahmed A., Chandra U., A solidification mode! for use in the prediction of hot tears in castings, in: Modelling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes. VIII The Minerals, Metals & Materials Society, 1998, s. S91-898.
• [2] Beckermann C., Wang C.Y., Incorporating Interfaciai Phenomena in Solidification Models, JOM, 1994, January, s. 42.
• [3] Braszczyński J., Teoria procesów odlewniczych, Warszawa, PWN 1986.
• [4] Chen S.W., Jeng S.C., Determination of the solidification curves of commercial aluminium alloys, Metallurgical and Materials Transaction A, 1996, vol. 27A, s. 2722-2726.
• [5] Djurdjevic M.B., Kierkus W.T., Modelling of fraction solid for 319 aluminium alloy, AFS Transaction, 1999, vol. 107, s. 583-591.
• [6] Ignaszak Z., Hueber N., Sensibilite du modele de simulation numerique a la qualite des donnes thermophysique, Hommes et Fonderie, 2001, n° 318, novembre.
• [7] Ignaszak Z., Simulation model sensitivity to quality of material properties, Krzepnięcie Metali i Stopów, Gliwice, Wyd. Politechniki Śląskiej 1999, s. 25-35.
• [8] Ignaszak Z., Virtual prototyping w odlewnictwie. Bazy danych i walidacja, Poznań, Wyd. Politechniki Poznańskiej 2002.
• [9] Ignaszak Z., Wystąpienia podczas konferencji „Krzepnięcie metali i stopów", Sielpia 2002-2004 (niepublikowane).
• [10] Mikołajczak P., Prognozowanie jakości odlewów za pomocą komputerowych systemów symulacyjnych, praca doktorska, Politechnika Poznańska, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania 2003 (niepublikowana).
• [11] Overfeld T., Sensitivity of steel plate solidification model to uncertainty of thermo-physical properties, in: Proceedings of VI Conference Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, Pam Cost, Florida, 1993.
• [12] PamCast™ 2001, Foundry simulation software- ESI Group, www.esi-group.com.
• [13] Perzyk M., Influence of the effective specific heat distribution on feeding results obtained from numerical simulations of casting solidification, in: Solidification of Metals and Alloys, 1991, no. 16, s. 126.
• [14] Stefanescu D.M., Methodologies for modeling of solidification microstructure and their capabilities, SSIJ, 1995, vol. 35, no. 6, s. 637-650.
• [15] Studnicki A., Badanie procesu krystalizacji odlewniczych materiałów odpornych na ścieranie, Archiwum Odlewnictwa, 2002, nr 4, s. 57.
• [16] Studnicki A., Temperatura krystalizacji żeliwa chromowego w funkcji szybkości stygnięcia odlewu, Archiwum Odlewnictwa, 2005, nr 15, s. 371.