Другий (магістерський) рівень

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/11504

Browse

Browsing Другий (магістерський) рівень by Subject "cast aluminum alloy"

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву
    (ЦНТУ, 2025-01-06) Шаврунов, Дмитро Ігорович; Shavrunov, Dmytro
    Кваліфікаційна магістерська робота присвячена впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву. Магнієві сплави є важливим матеріалом для лиття, зокрема завдяки їхній легкості, здатності демпфувати вібрації та низькій інерційності. Рівномірна дрібнозерниста структура виливків, яка забезпечує покращені механічні властивості, досягається за рахунок швидкого охолодження, модифікуючих добавок або фізичного впливу на розплав. Використання цирконію як модифікатора ефективно подрібнює зерна, але його дія залежить від складу сплаву. Захисні властивості газових захисних сумішей визначаються їхньою здатністю формувати щільну оксидну плівку, яка запобігає окисленню та займанню. Альтернативні захисні газові суміші, такі як HFC-R134a у поєднанні з CO2, забезпечують належний захист магнієвих ливарних розплавів і мають менший екологічний вплив. Формування якісних оксидних плівок залежить від складу активного газу та газу-носія. Використання екологічно чистих газових сумішей, таких як СО2, HFC-R134a та інших, є актуальним напрямом розвитку лиття магнієвих ливарних сплавів. Запропоновано експериментальну установку для дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву МЛ 19 та дозволила змоделювати умови плавки сплаву в різних сумішах захисних газів. Склад захисних газів варіювався: в якості газів-носіїв використовували СО2 та N2, активних газів – SF6 та HFC-R134a. Техніка аналізу складу оксидної плівки та сплаву забезпечила порівняння результатів для різних умов плавки. Встановлено, що швидкість нагрівання та охолодження розплаву суттєво впливають на формування структури виливків. Результати досліджень показали, що при витримці розплаву МЛ 19 в суміші захисних газових середовищах угар елементів мінімальний, незалежно від складу газової суміші. Використання CO2, N2 у поєднанні з SF6 або HFCR134a забезпечує подібний вплив на вміст компонентів сплаву, хоча в реальних умовах плавки угар може бути більш значнім через перемішування розплаву. Виявлено, що утворення оксидної плівки залежить від активного газу SF6, який сприяє збільшенню вмісту фторидів магнію, а HFC-R134a – вуглецевмісних сполук. Найбільш типовими компонентами плівки є оксиди магнію, ітрію, цирконію, а також фториди та вуглецеві фази. Виявлено, що збільшення концентрації активних газів у суміші призводить до зміни хімічного складу плівки, що обумовлює зростання вмісту фтору при використанні SF6. Товщина оксисної плівки варіюється в межах 10… 20 мкм, значення залежать від складу захисної газової суміші. Використання активних газів SF6 та HFC-R134a демонструє ефективність у зменшенні окислення магнієвого ливарного розплаву, однак особливості утворення плівки визначаються вмістом компонентів у суміші захисних газів. The qualifying master's thesis is devoted to the effect of a mixture of protective gases on the oxidation of magnesium casting melt. Magnesium alloys are an important material for casting, in particular due to their lightness, ability to damp vibrations and low inertia. Uniform fine-grained structure of castings, providing improved mechanical properties, is achieved through rapid cooling, modifying additives or physical impact on the melt. The use of zirconium as a modifier effectively grinds grains, but its effect depends on the composition of the alloy. The protective properties of gas shielding mixtures are determined by their ability to form a dense oxide film that prevents oxidation and ignition. Alternative shielding gas mixtures, such as HFC-R134a in combination with CO2, provide adequate protection for magnesium casting melts and have a lower environmental impact. The formation of high-quality oxide films depends on the composition of the active gas and carrier gas. The use of environmentally friendly gas mixtures, such as CO2, HFC-R134a and others, is an important area of development in the casting of magnesium casting alloys. An experimental setup is proposed to study the effect of a mixture of shielding gases on the oxidation of magnesium casting melt ML 19 and made it possible to simulate the melting conditions of the alloy in various mixtures of shielding gases. The composition of the shielding gases varied: CO2 and N2 were used as carrier gases, SF6 and HFC-R134a were used as active gases. The technique of analyzing the composition of the oxide film and alloy provided a comparison of the results for different melting conditions. It was found that the heating and cooling rates of the melt have a significant effect on the formation of the casting structure. The results of the studies showed that when holding the ML 19 melt in a mixture of protective gas environments, the loss of elements is minimal, regardless of the composition of the gas mixture. The use of CO2, N2 in combination with SF6 or HFC-R134a provides a similar effect on the content of alloy components, although in real melting conditions, the loss may be more significant due to melt mixing. It was found that the formation of an oxide film depends on the active gas SF6, which contributes to an increase in the content of magnesium fluorides, and HFCR134a - carbon-containing compounds. The most typical components of the film are oxides of magnesium, yttrium, zirconium, as well as fluorides and carbon phases. It was found that increasing the concentration of active gases in the mixture leads to a change in the chemical composition of the film, which causes an increase in the fluorine content when using SF6. The thickness of the oxide film varies within 10… 20 μm, the values depend on the composition of the protective gas mixture. The use of active gases SF6 and HFC-R134a demonstrates the effectiveness of reducing the oxidation of magnesium casting melt, but the features of film formation are determined by the content of components in the mixture of protective gases.
  • Thumbnail Image
    Item
    Дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем
    (ЦНТУ, 2025-01-06) Міщенко, Аліна Іванівна; Mishchenko, Alina
    Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем. Серед багатьох взаємопов’язаних процесів під час технологічного процесу формування виливків одне з головних місць займають теплові процеси. Температура є одним з найважливішим термодинамічним параметром, що визначає стан будь-якої системи. Величина коефіцієнта теплопередачі залежить від багатьох параметрів, таких як температура поверхні виливка, теплофізичних властивостей матеріалів виливка і форми, тиску, величини зазору, що з'являється при усадці виливка і тепловим розширенням форми, шорсткістю поверхні форми та атмосферу в зазорі виливок-форма, товщину і склад фарб і покриттів. Для визначення коефіцієнта теплопередачі були вибрані широко відомі сплави на основі системи Al-Si з різним інтервалом кристалізації, що використовуються в ливарному виробництві, а також сплав МЛ5. Матеріал для виготовлення форми був обраний сталь. В сучасних умовах точні знання теплофізичних властивостей матеріалів форм та ливарних сплавів, а також значення коефіцієнта теплопередачі на межі поділу метал-форма дають широкі можливості для моделювання ливарних процесів. Для визначення значення коефіцієнта теплопередачі були розміщені термопар безпосередньо на границі контакту металу з формою (T1, T2) – мінімальне значення функції помилок для них було отримано за значення коефіцієнта теплопередачі hL рівному 900 Вт/(м2К) і hS дорівнює 600 Вт/(м2 К). Виявлено, що максимальне значення коефіцієнта теплопередачі 2600 Вт/(м2 К) при температурі 658°С досягається при температурі вище, ніж температура ліквідусу сплаву для всіх сплавів, крім сплаву А1-12Si. Для даного сплаву максимальне значення коефіцієнта теплопередачі досягається при температурі нижче солідусу. При температурах соліду 576°С, 552 °С, 576 °С для трьох сплавів - А1- 3Si, А1-7Si і А1-12Si - значення коефіцієнта теплопередачі склали відповідно 1000 Вт/(м 2 К), 550 Вт/(м 2 К) і 1500 Вт/(м 2 К), зі збільшенням частки твердої фази в сплаві відбувається значне зниження коефіцієнта теплопередачі. Максимальне значення коефіцієнта теплопередачі досягається поблизу температури ліквідусу сплаву. Графік зміни коефіцієнта теплопередачі між виливком із сплаву МЛ5 і кокілем зі сталі 20 показує максимальне значення коефіцієнта теплопередачі при температурі, близької до температури ліквідусу сплаву. Найбільш значну зміну коефіцієнта теплопередачі можна спостерігати в інтервалі кристалізації сплаву. А після повного затвердіння виливка, коефіцієнт теплопередачі змінюється менш помітно. The qualification of the master's thesis is devoted to the heat transfer process using aluminum alloys Al-Si and cocaine. Among the many complex processes during the technological process, single processes associated with obtaining thermal processes are formed. Temperature is one of the most important thermodynamic parameters, which is important for each systems. The value of the heat transfer coefficient is saved from large parameters, such as the surface temperature of the surface, the thermophysical properties of the materials of the fork and forms, sizes, sizes, which are used in the shrinkage of the fork and thermal expansion of forms, surface rigidity. Forms and atmosphere in gap fork-forms, in the warehouse and warehouse of paints and coatings. To determine the heat transfer coefficient, widely known alloys on the main Al-Si systems with different crystallization intervals, which are used in various developments, as well as the ML5 alloy, were selected. Material for the manufacture of stainless steel forms. In modern minds, accurate knowledge of the thermophysical properties of materials in the form of various alloys, as well as a significant heat transfer coefficient in interphase metaforms provide ample opportunities for modeling technological processes. To determine the value of the heat transfer coefficient, thermocouples were located directly at the boundaries of the metal contact with the mold (T1, T2) - the minimum value of the heat transfer function, so that they could be selected for the value of the heat transfer coefficient hL equal to 900 W / (m2K) and hS up to 600 W / (m2K). It was found that the maximum value of the heat transfer coefficient of 2600 W / (m2 K) at a temperature of 658 ° C is achieved at a body temperature below the liquid alloy temperature for all alloys, cream of the Al-12Si alloy. For such an alloy, the maximum height means that the heat transfer coefficient is achieved at a temperature below the solidus. At salt temperatures of 576°C, 552°C, 576°C for three alloys - Al-3Si, Al-7Si and Al-12Si - the significant heat transfer coefficient will be uniformly 1000 W/(m2K), 550 W/(m2K) and 1500 W/(m2K), with increased parts of solid phases in alloys, production means a reduced heat transfer coefficient. The maximum value of the heat transfer coefficient is achieved near the temperature of the liquid and alloy. The graph of the heat transfer coefficient measurement with the participation of forks made of ML5 alloy and a collection of 20 minutes has the maximum value of the heat transfer coefficient at a temperature from temperature to the temperature of the liquid alloy. The heat transfer coefficient, which can be maintained in the intervals between crystallization of the alloy, has a greater value. And after repeated confirmation, the heat transfer coefficient changes less time.