Другий (магістерський) рівень
Permanent URI for this collectionhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/11504
Browse
2 results
Search Results
Item Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву(ЦНТУ, 2025-01-06) Шаврунов, Дмитро Ігорович; Shavrunov, DmytroКваліфікаційна 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.Item Проект ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7200 т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту(ЦНТУ, 2021-12-23) Дюдін, Єгор Миколайович; Diudin, YehorПредставлена магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7 200т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту. Робота має 5 частин, пояснювальної записки та 12 аркушів графічної частини. В загальній частині обґрунтовано вибір місця розташування ливарного цеху. Розраховано виробничу програму ливарного цеху, фондів часу роботи обладнання, робітників та основних відділень цеху, а також шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху, визначено площі допоміжних відділень, складів та підібрано необхідне обладнання. Обґрунтовано тему магістерської роботи, поставлена мета та задачі. В технологічній частині розраховано ливниково-живильну систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Маточина". Розроблено технологічні креслення модельного комплекту верху, низу, стержневого ящика та форми в зборі. В науковій частині проведено аналіз технологій ковшового модифікування високоміцного чавуну. Показано, що найбільш перспективним та економічним способом ковшового модифікування є «сендвіч-процес», який забезпечує необхідний час заливки, уникає спливання модифікатора у процесі заповнення ковша та отримання стабільного структурного стану виливків. Порівняльним аналізом факторів, які впливають на ефективність технології ковшового модифікування високоміцного чавуну виявлено, що значну роль на ці процеси відіграє хімічний склад модифікуючих лігатур а також тривалість збереження сфероїдизуючого ефекту. Встановлено залежності ступеня сфероїдизації графіту від кількості залишкового магнію в чавуні при ковшовому модифікуванні лігатурами Ni-Mg та ФСМг7. Показано, що для забезпечення кулястої форми графіту, мінімальний вміст залишкового магнію становить ≥82%. Для чавуну модифікованого Ni-Mg-лігатурою залишкова масова частка магнію має бути більшою 0,045%, при використанні ФСМг7≥0,038 %. Показано, що використання модифікатору ФСМг7 менш впливає на погіршення форми графіту в чавуні в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою, що обумовлює отримання кулястого графіту в виливках при більш тривалому часі витримки модифікованого чавуну, а саме тривалість модифікуючої дії ФСМг7 у 1,3…1,8 раз більша, ніж Ni-Mg-лігатури Побудовано залежності степеню сфероїдизації графіту та вмісту залишкового магнію від часу витримки в ковші модифікованого чавуну Ni-Mg та ФСМг7 лігатурами. Встановлено, що швидкість видалення магнію з чавуну на початку витримки при ковшовому модифікуванні з використанням модифікатора ФСМг7 у 2,5…4,5 рази нижча в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою. В енергетичній частині проведено розрахунки потреби ливарного цеху в технологічній, силовій та освітлювальній електроенергії, а також розраховано річну потребу у воді, стисненого повітря пари та палива. В економічній частині розраховано основні техніко-економічних показників ливарного цеху та заробітної плати, а також, собівартість 1 т. рідкого та придатного литва. The presented master's thesis is devoted to the project of the foundry of high-strength cast iron with an annual capacity of 7,200 tons of suitable casting with increasing the efficiency of the technology of ladle modification of cast iron with a compact form of graphite. The work has 5 parts, an explanatory note and 12 sheets of graphic part. In the general part the choice of the location of the foundry is substantiated. The production program of the foundry, working time of equipment, workers and main departments of the shop, as well as the charge and balance of metal per 1 ton of suitable casting is calculated. The plan of the foundry shop was developed, the areas of auxiliary departments, warehouses were determined and the necessary equipment was selected. The topic of the master's thesis is substantiated, the purpose and tasks are set. In the technological part the foundry-feeding system is calculated and the technological process of casting production - "Hub" is developed. Technological drawings of the model set of top, bottom, rod box and form assembly were developed. In the scientific part the analysis of technologies of bucket modification of high-strength cast iron is carried out. It is shown that the most promising and economical method of bucket modification is the "sandwich process", which provides the necessary time of pouring, avoids the modifier popping up in the process of filling the bucket and obtaining a stable structural state of castings. Comparative analysis of factors influencing the efficiency of the technology of ladle modification of high-strength cast iron revealed that a significant role in these processes is played by the chemical composition of the modifying ligatures and the duration of the spheroidizing effect.The dependences of the degree of spheroidization of graphite on the amount of residual magnesium in cast iron during bucket modification with Ni-Mg and FSMg7 ligatures were established. It is shown that to ensure the spherical shape of graphite, the minimum residual magnesium content is ≥82%. For Ni-Mg ligature-modified cast iron, the residual mass fraction of magnesium should be greater than 0.045%, using FSMg7≥0.038%. It is shown that the use of the modifier FSMg7 has less effect on the deterioration of the shape of graphite in cast iron compared to Ni-Mg-ligature, which leads to spherical graphite in castings with longer exposure time of modified cast iron, namely the duration of the modifying action of FSMg7 in 1.3… 1 , 8 times larger than Ni-Mg ligatures The dependences of the degree of spheroidization of graphite and the content of residual magnesium on the holding time in the ladle of modified cast iron Ni-Mg and FSMg7 ligatures are constructed. It was found that the rate of removal of magnesium from cast iron at the beginning of exposure in bucket modification using the modifier FSMg7 is 2.5… 4.5 times lower compared to Ni-Mg ligature. In the energy part, the needs of the foundry for technological, power and lighting electricity were calculated, as well as the annual demand for water, compressed air, steam and fuel was calculated. In the economic part, the main technical and economic indicators of the foundry and wages, as well as the cost of 1 ton of liquid and suitable casting are calculated.