Дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем
Loading...
Date
2025-01-06
Authors
Міщенко, Аліна Іванівна
Mishchenko, Alina
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
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.
Description
Keywords
ливарний алюмінієвий сплав, кристалізація, теплові процеси, властивості, cast aluminum alloy, crystallization, thermal processes, properties
Citation
Міщенко, А. І. Дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 131 «Прикладна механіка» / наук. кер. О. В. Кузик ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. - Кропивницький : ЦНТУ, 2024. - 62 с.