Полунепрерывное литье заготовок из медных сплавов с использованием электромагнитного воздействия на кристаллизующийся расплав

• Автор: Груздева, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Формирование слитков в условиях внешних воздействий

1.1.1. Вибрационная обработка затвердевающих сплавов

1.1.2. Воздействие на процесс затвердевания микрохолодильников и жидких охлаждающих сред

1.1.3. Механическое перемешивание расплава

1.1.4. Применение электромагнитных полей при затвердевании сплавов

1.2. Проблемы получения слитков медных сплавов со специальными

свойствами непрерывным способом литья

1.3. Влияние технологических параметров на получение качественных слитков бериллиевых бронз способом полунепрерывного литья
1.4. Особенности получения качественных слитков оловянных бронз способом непрерывного литья
1.5. Проблемы получения качественных слитков сплава марки МНЖМцЗО11 при непрерывном литье
1.6. Задачи исследования
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. 1. Оборудование и материалы, использованные в работе
2. 2. Методы измерения механических свойств литых заготовок
2. 3. Исследование качества слитка
2.4. Определение температурного поля в кристаллизующемся слитке
2. 6. Исследование макро и микроструктуры литых заготовок
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА БЕРИЛЛИЕВОЙ И ОЛОВЯННЫХ БРОНЗ
3.1. Исследование существующей технологии литья слитков сплава БрБ2
3.2. Изучение влияния электромагнитного перемешивания на структуру
и свойства слитков из БрБ2
3.3. Влияние скорости литья на качество слитков сплава БрБ2
3.4. Влияние электромагнитного перемешивания на структуру и свойства оловянных бронз марок БрОЦ43 и БрОФ70,2
3. 5. Выводы по главе 3
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕДНОНИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ НА ПРИМЕРЕ МЕЛЬХИОРА МНЖМцЗО11
4.1. Исследование существующей технологии изготовления слитков сплава МНЖМцЗО11
4.2. Изучение влияния электромагнитного перемешивания на структуру
и свойства сплава МНЖМцЗО11
4.3. Обсуждение полученных результатов
4.4.Выводы по главе 4
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Вибрация положительно влияет на измельчение кристаллической структуры, сокращение или полное устранение зоны транскристаллизации за счет роста равноосных кристаллов, уменьшение расстояния между ветвями дендритов первого и второго порядков, снижение зональной и дендритной неоднородностей, повышение пластических, прочностных и специальных свойств металлов и сплавов []. Ряд исследователей исходят из предположения, что вибрационное воздействие способствует интенсивному и равномерному переохлаждению расплава по всему объему, в результате чего происходит одновременно объемная кристаллизация []. При этом считается, что упругие колебания создают более благоприятные условия для самопроизвольного зарождения центров кристаллизации. Согласно [] при распространении упругой волны и развитии кавитации в расплаве создаются благоприятные условия для самопроизвольного зарождения кристаллов за счет возникновения знакопеременного давления и повышения вероятности флуктуации плотности и энергии. Авторы [9] утверждают, что движение расплава ускоряет образование зародышей благодаря инерционному смещению первичных, неустойчивых еще микрообразований твердой фазы. Основная цель вибрационной обработки направлена на снижение химической и структурной неоднородностей затвердевающих сплавов, а также и микронеоднородностей в объеме каждого дендрита. Возникающие при этом разные по направлению перемещения объемов расплава и дисперсных частиц, имеющихся в нем, также изменяют гидродинамическую картину затвердевающей системы [2, , ]. Кроме того, вибрирование кристаллизующегося расплава во многих случаях позволяет ликвидировать структурную неоднородность строения отливок, т. Существуют два рациональных метода наложения упругих колебаний -вибрирование расплавов металлов с частотой до 0 Гц (низкочастотная вибрация) и с частотой более кГц (ультразвуковая вибрация). Работа низкочастотных вибраторов связана с небольшими затратами энергии, поэтому они получили наибольшее распространение [6]. Вибрация и ультразвук будут вызывать измельчение кристаллического зерна и сокращение зоны столбчатых кристаллов в слитках лишь в том случае, когда, во-первых, во время наложения вибрации на поверхности слитка затвердеет корочка, и, во-вторых, если расплав будет разрушать затвердевшую корочку, т. Другим недостатком вибрационного воздействия является потеря волнового импульса при передаче его через упругую стенку кристаллизатора воздушной прослойке, образовавшейся в зазоре между слитком и кристаллизатором, и затем через затвердевший слой металла. Поэтому наиболее энергетически выгодной является передача этого импульса непосредственно жидкому металлу через опускаемый в него вибрируемый волновод. В этом случае недостатком будет отсутствие стойких материалов для волноводов []. Эффективным средством управления процессами затвердевания (кроме внешнего теплоотвода) является организация внутреннего теплоотвода. Он может осуществляться таким способом, как введение в затвердевающий расплав микрохолодильников [1]. Первые исследования по использованию расплавляющихся холодильников в виде прутков и лент были выполнены Шейлем Э. В результате этого подавлялась транскристаллизация и измельчалось кристаллическое зерно. Однако применение таких микрохолодильников приводило к неравномерному охлаждению и способствовало образованию горячих трещин. Чтобы обеспечить равномерность затвердевания отливок, В. В.Е. Неймарк впервые предложили вводить в форму алюминиевый порошок -микрохолодильники [,]. Мадянов А. М. считает [], что потенциальными преимуществами суспензионной разливки сплавов являются мелкая величина зерна, более низкая температура литья и повышенная гомогенность. Механические свойства слитков, отлитых с применением микрохолодильников, выше, чем при обычной заливке. Предел прочности литого стального образца при обычной заливке составляет 0 МПа, с присадкой 1 % порошка Ие-Мп -0 МПа, 2 % - 0 МПа. В результате ввода порошка Ре-Мп сильно измельчается первичное аустенитное зерно [,]. Авторами работы [] показано, что распределение температуры по сечению отливки при запивке с микрохолодильниками более равномерное, чем при обычном литье. При расходе 1,3 % железного порошка на 1 тонну стали температура жидкой стали снижается на °С. На основании экспериментальных данных сделан вывод, что отливка, изготовленная с применением микрохолодильников, затвердевает на % быстрее.