Моделювання впливу технологічних факторів на процес утворення газової пористості у відливках з вторинних алюмінієвих сплавів
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Дослідити вплив різних технологічних факторів на процес газовиділення водню при кристалізації вторинних алюмінієвих сплавів. Методика. Виконано моделювання процесу утворення газової пористості у відливках із вторинних алюмінієвих сплавів. Результати. Визначено, що для пізнішого виділення водню в газові бульбашки при затвердінні алюмінію та його сплавів необхідно підвищувати ступінь пересичення твердого металу воднем, зменшувати вихідний вміст водню в розплаві, підвищувати щільність і поверхневий натяг розплаву, збільшувати роботу утворення зародка газової бульбашки. Встановлено, щоб знизити інтенсивність виділення водню в газові бульбашки при затвердінні вторинних алюмінієвих сплавів потрібно зменшувати швидкість кристалізації та ступінь пересичення розплаву воднем. Наукова новизна. Вперше отримано математичну модель для прогнозування газовиділення водню в процесі затвердіння вторинних алюмінієвих сплавів. Практична значущість. Результати роботи можна застосовувати при виробництві конструкційних вторинних алюмінієвих сплавів для оптимізації технологічного процесу та мінімізації кількості газових пор та їх розмірів, а також отримання закритої газової пористості навіть після термо- або механічної обробки. Крім того, використання на практиці отриманих виразів дозволяє при отриманні литих алюмінієвих пористих сплавів (газарів) активно керувати процесом газовиділення водню при кристалізації та отримувати відливки з потрібною газовою пористістю.
ENG: Purpose. To study the influence of various technological factors on the process of hydrogen outgassing during the crystallization of secondary aluminum alloys. Methodology. Modeling of the process of gas porosity formation in secondary aluminium alloy castings was performed. Findings. It is determined that for more recent release of hydrogen into gas bubbles during solidification of aluminum and its alloys it is necessary to increase the level of supersaturation of hard metal with hydrogen, reduce the initial hydrogen content in the melt, increase the density and surface tension of the melt, increase gas bubble formation. It is established that in order to reduce the intensity of hydrogen evolution into gas bubbles during the solidification of secondary aluminum alloys, it is necessary to reduce crystallization rate and level of supersaturation of the melt with hydrogen. Originality. For the first time, a mathematical model for predicting of hydrogen outgassing during the solidification of secondary aluminum alloys was obtained. Practical value. The results can be used in the production of structural secondary aluminum alloys in order to optimize the process and minimize the number of gas pores and their size, as well as to obtain a closed gas porosity even after heat or mechanical treatment. In addition, the practical use of the obtained expressions allows during the production of cast porous aluminum alloys (gasars) to actively control the process of hydrogen outgassing during crystallization and to obtain castings with the required gas porosity.
ENG: Purpose. To study the influence of various technological factors on the process of hydrogen outgassing during the crystallization of secondary aluminum alloys. Methodology. Modeling of the process of gas porosity formation in secondary aluminium alloy castings was performed. Findings. It is determined that for more recent release of hydrogen into gas bubbles during solidification of aluminum and its alloys it is necessary to increase the level of supersaturation of hard metal with hydrogen, reduce the initial hydrogen content in the melt, increase the density and surface tension of the melt, increase gas bubble formation. It is established that in order to reduce the intensity of hydrogen evolution into gas bubbles during the solidification of secondary aluminum alloys, it is necessary to reduce crystallization rate and level of supersaturation of the melt with hydrogen. Originality. For the first time, a mathematical model for predicting of hydrogen outgassing during the solidification of secondary aluminum alloys was obtained. Practical value. The results can be used in the production of structural secondary aluminum alloys in order to optimize the process and minimize the number of gas pores and their size, as well as to obtain a closed gas porosity even after heat or mechanical treatment. In addition, the practical use of the obtained expressions allows during the production of cast porous aluminum alloys (gasars) to actively control the process of hydrogen outgassing during crystallization and to obtain castings with the required gas porosity.
Description
Keywords
алюміній, вторинні алюмінієві сплави, водень, газова пористість, відливка, газовиділення, технологічні фактори, затвердіння, aluminum, secondary aluminum alloys, hydrogen, gas porosity, casting, outgassing, technological factors, solidification, КЛВ
Citation
Трегубенко Г. В., Меняйло О. В. Моделювання впливу технологічних факторів на процес утворення газової пористості у відливках з вторинних алюмінієвих сплавів. Теорія і практика металургії. 2021. № 2(127). С. 46–51. DOI: 10.34185/tpm.2.2021.06.