Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву
| dc.contributor.author | Шаврунов, Дмитро Ігорович | |
| dc.contributor.author | Shavrunov, Dmytro | |
| dc.date.accessioned | 2025-01-06T13:17:35Z | |
| dc.date.available | 2025-01-06T13:17:35Z | |
| dc.date.issued | 2025-01-06 | |
| dc.description.abstract | 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. | |
| dc.identifier.citation | Шаврунов, Д. І. Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 131 «Прикладна механіка» / наук. кер. О. В. Кузик ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. - Кропивницький : ЦНТУ, 2024. – 66 с. | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/15189 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | ЦНТУ | |
| dc.subject | ливарний алюмінієвий сплав | |
| dc.subject | окиснення | |
| dc.subject | модифікування | |
| dc.subject | суміш газів | |
| dc.subject | cast aluminum alloy | |
| dc.subject | oxidation | |
| dc.subject | modification | |
| dc.subject | gas mixture | |
| dc.title | Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву | |
| dc.title.alternative | Study of the effect of a mixture of shielding gases on the oxidation of magnesium foundry melt | |
| dc.type | Other |