Теплофизические свойства алюминиевых сплавов и их применение для корректировки технологических режимов производства прессованных полуфабрикатов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат технических наук Московских, Ольга Петровна

• Московских, Ольга Петровна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Московских, Ольга Петровна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности микронеоднородного строения жидких металлов и сплавов

1.2. Роль химических воздействий на металлические расплавы в формировании структуры и свойств литого металла

1.3. Промышленные сплавы на основе системы А1-

§

1.3.1. Общая характеристика сплавов

1.3.2. Закономерности изменения механических свойств сплавов системы

1.3.3. Влияние легирующих элементов и примесей на свойства сплавов системы А1-М£

1.3.4. Области применения сплавов системы А1-М^

1.3.5. Развитие сплавов системы А1-

§-81 за рубежом Постановка задач исследования

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Выбор метода исследования теплофизических свойств

2.2. Описание экспериментальной установки

2.2.1. Конструкция адиабатического калориметра

2.2.2. Конструкция печи

2.2.3. Электрическая схема адиабатического калориметра

2.3. Объекты исследования

2.4. Исследования теплофизических свойств

2.5. Методы исследования структуры и свойств слитков и полуфабрикатов алюминиевых сплавов

2.6. Анализ погрешностей используемых методик

2.7. Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ МОЛЯРНОЙ ЭНТАЛЬПИИ И МОЛЯРНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

3.1. Описание температурных зависимостей изменения молярной энтальпии и молярной теплоемкости сплавов в области плавления

3.2. Алюминий

3.3. Алюминиевый сплав

3.4. Алюминиевый сплав

3.5. Алюминиевый сплав

3.6. Алюминиевый сплав

3.7. Алюминиевый сплав Д16ч

3.8. Алюминиевый сплав В95 пч

3.9. Обсуждение результатов

ЗЛО. Использование термодинамических данных для математического моделирования процесса затвердевания слитков с целью получения мелкозернистой и однородной структуры

3.11. Выводы

4. РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ СЛИТКОВ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЬ-МО

4.1.0 модифицирующей способности лигатуры А1-ТьВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплофизические свойства алюминиевых сплавов и их применение для корректировки технологических режимов производства прессованных полуфабрикатов»

Актуальность работы

Для успешного выхода отечественной металлургической продукции на международный рынок необходимо выполнение требований по качеству металла на уровне мировых стандартов. Для этого при разработке новых и совершенствовании старых технологий производства металлопродукции требуется анализ всех стадий ее получения. Для обеспечения требуемых структуры и механических свойств получаемых полуфабрикатов необходимо уделить внимание как процессу кристаллизации слитков, так и режимам их термической обработки.

Между тем физические свойства (в частности, теплофизические) алюминиевых сплавов изучены недостаточно, особенно в интервале плавления и жидком состоянии [1-3]. Так как процесс кристаллизации расплавов играет важную роль в формировании структуры слитков, представлялось целесообразным выяснить особенности механизма плавления и кристаллизации многокомпонентных сплавов, сведения о котором в литературе ограничены и противоречивы. Наряду с этим необходимо заметить, что в расчетах при математическом моделировании процесса затвердевания слитков для определения оптимальных параметров процесса литья используются усредненные значения теплофизиче-ских свойств, что существенно снижает достоверность получаемых результатов и в дальнейшем может сказаться на качестве металлопродукции. В связи с этим становятся актуальными сведения об основных теплофизических свойствах (энтальпии и теплоемкости) многокомпонентных алюминиевых сплавов в широком интервале температур.

Для модифицирования алюминиевых сплавов системы (серия

6000) применяют лигатуру А1-ТьВ. Однако, при этом не всегда удается достигнуть стабильного формирования в слитках мелкозернистой (2000 зерен на 1 см2 площади шлифа, максимальный размер зерна 200-300 мкм) и однородной 6 по объему структуры. Это обстоятельство потребовало проведения в данной работе исследований, направленных на уточнение ряда технологических параметров получения лигатуры А1-Т1-В и процесса модифицирования сплавов серии 6000 данной лигатурой.

Прессованные полуфабрикаты из сплавов серии 6000 подвергаются термической обработке - закалке и искусственному старению. Между тем, как показывает производственный опыт, уровень механических свойств полуфабрикатов не отвечает требованиям международных стандартов. Наличие данной проблемы обусловлено тем, что параметры термической обработки полуфабрикатов определяются методом проб и ошибок. Поэтому в данной работе представлялось целесообразным уточнить параметры гомогенизации слитков и термической обработки полуфабрикатов на основе результатов измерений изменения молярной энтальпии сплавов в зависимости от температуры.

В соответствии с вышеизложенным в настоящей работе исследовали основные теплофизические свойства многокомпонентных алюминиевых сплавов, сведения о которых могут быть использованы для совершенствования промышленных технологий их производства.

Цель работы

Совершенствование технологии производства прессованных полуфабрикатов, соответствующих требованиям мировых стандартов, из сплавов серии 6000 на основе результатов исследования и теплофизических свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие методические, металловедческие и технологические задачи: повысить чувствительность (не менее 40 Дж/моль) адиабатического калориметра, являющегося основным экспериментальным инструментом в данной работе; экспериментально изучить температурные зависимости ряда теплофизических свойств (изменения молярной энтальпии и молярной теплоемкости) многокомпонентных алюминиевых сплавов 6012, 6082 (система А1-]У^7

Si), 2007, 2011, Д16ч (система Al-Cu), В95пч (система Al-Zn-Cu-Mg) в твердом, твердо-жидком и жидком состояниях; математически обработать полученные экспериментальные данные на ПК по специально созданной программе для определения ряда термодинамических и структурных характеристик многокомпонентных алюминиевых сплавов; применить полученные термодинамические данные в расчетах оптимальных параметров процесса литья при математическом моделировании процесса затвердевания слитка; разработать практические рекомендации по оптимизации режимов термической обработки слитков и полуфабрикатов из сплава 6082 на основе результатов калориметрических, металлографических и рентгеноструктурных исследований данного сплава.

Научная новизна

Предложен и реализован способ управления формированием однородной и дисперсной структуры слитков из алюминиевых сплавов (на примере сплава 6082 системы Al-Mg-Si) за счет оптимизации условий их кристаллизации методом математического моделирования, основанном на численном решении уравнения теплопроводности с использованием полученных в работе истинных значений теплофизических свойств (теплоемкости и энтальпии) сплавов в твердом, твердо-жидком и жидком состояниях.

Установлены технологические особенности приготовления прутка из лигатуры Al-5%Ti-l%B с заданной структурой и модифицирования им структуры слитков сплавов системы Al-Mg-Si для стабильного получения не менее 2000 зерен в 1 см2 площади шлифа.

Разработан рациональный режим гомогенизирующего отжига слитков сплава 6082 на основе результатов исследования температурных зависимостей его энтальпии и теплоемкости в литом состоянии в условиях, моделирующих скорость нагрева слитков в производственных гомогенизационных колодцах. 8

Осуществлена корректировка режима термической обработки прессованных прутков из сплава 6082 путем анализа зависимостей его энтальпии и теплоемкости от температуры в сочетании с результатами металлографических и рентгеноструктурных исследований.

Практическая значимость. Результаты исследований теплофизических свойств сплава 6082 использованы для оптимизации процесса кристаллизации слитков, совершенствования режима гомогенизирующего отжига слитков и параметров термической обработки прессованных прутков на ОАО КУМЗ, что позволило получить прутки из этого сплава с требуемыми структурой и свойствами и наладить их серийное производство. Теплофизические свойства других многокомпонентных алюминиевых деформируемых сплавов, установленные в работе, представляют основу для разработки новых и совершенствования действующих технологий, которые, по аналогии со сплавом 6082, позволят повысить качество металлопродукции: обеспечить стабильное получение структуры и механических свойств слитков и полуфабрикатов, соответствующих требованиям мировых стандартов.

Автор защищает:

1. Результаты экспериментального изучения энтальпии и теплоемкости многокомпонентных алюминиевых сплавов 6012, 6082 (система Al-Mg-Si), 2007, 2011, Д16ч (система Al-Cu), В95пч (система Al-Zn-Cu-Mg) в твердом, твердо-жидком и жидком состояниях.

2. Результаты математического моделирования процесса кристаллизации слитков из сплавов серии 6000.

3. Результаты исследования процесса модифицирования сплавов серии 6000 лигатурой Al-5%Ti-l%B с целью обеспечения мелкозернистой (2000 зерен

•у на 1 см площади шлифа) и однородной по объему структуры.

4. Результаты калориметрических, металлографических и рентгеноструктурных исследований сплава 6082.

5. Практические рекомендации по оптимизации режимов термической обработки слитков и полуфабрикатов из сплава 6082. 9

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Развитие всех отраслей техники требует решения ряда металлургических и металловедческих задач. В их числе можно отметить создание материалов для различных машин и аппаратов, расширение возможностей их применения, создание рациональных процессов производства, разработка и внедрение технологий будущего, повышение эксплуатационных характеристик и качества металлопродукции. Пути повышения качества металлопродукции требуют анализа и совершенствования всех стадий ее производства. Получение большинства сплавов связано с их выплавкой, рафинированием, модифицированием, вакуу-мированием и т.д., поэтому наряду с углублением сведений о твердом состоянии необходимо уделить внимание жидкой фазе, предшествующей ему в технологической цепи производства.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Московских, Ольга Петровна

3. Результаты исследования теплофизических свойств сплава 6082 , использованные совместно с НИИМТ для оптимизации процесса затвердевания слитков методом математического моделирования, позволили установить сочетание параметров литья, обеспечивающих получение слитков с мелкозернистой и однородной макроструктурой и дисперсной микроструктурой. Данный подход может быть продуктивно применен и для других изученных в работе алюминиевых деформируемых сплавов. Также термодинамические данные могут быть использованы для получения сведений о таких физических величинах как изменение энтропии и свободной энергии Гиббса, что позволит более полно представить в дальнейшем особенности изменений в структуре сплавов, происходящих на микроскопическом уровне как в твердом, так и в жидком состояниях.

4. Разработана технология получения Прутка диаметром 8 мм из лигатуры состава А1-5%Т1-1%В с наиболее вероятным размером частиц интерметаллида Т1В2 7-9 мкм. Введение этого прутка в расплав на пути миксер-кристаллизатор для модифицирования структуры слитков сплавов серии 6000 (системы А1-М^-81) позволило получить мелкозернистую (не менее 2000 зерен на 1 см2 площади шлифа) и однородную по объему слитка структуру, соответствующую требованиям мировых стандартов.

5. Исследования экспериментальных зависимостей изменения молярной энтальпии и теплоемкости от температуры сплава 6082 с помощью модернизированного адиабатического калориметра в сочетании с металлографическими и рентгеноструктурными исследованиями структуры сплава позволили уточнить температурные режимы его термической обработки, в частности, температуры гомогенизации и закалки слитков и температуры нагрева слитков перед прессованием, с целью получения структуры и механических свойств полуфабрикатов, соответствующих требованиям мировых стандартов.

115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа посвящена решению важной задачи: получению прессованных прутков из сплава 6082 (системы Al-Mg-Si), отвечающих по структуре и свойствам требованиям мировых стандартов. Для решения этой задачи потребовались анализ и проведение комплексных исследований влияния всех основных технологических стадий производства на качество металла. Применение метода математического моделирования процесса затвердевания слитка позволило установить условия кристаллизации слитков с образованием однородной и дисперсной макро- и микроструктуры. Модифицирование расплава в процессе литья слитка дало возможность получать в 1 см2 площади шлифа слитка 2100-3500 зерен. Гомогенизирующий отжиг слитков по предложенному в работе режиму обеспечил их высокую технологическую пластичность, необходимую для прессования прутков. Скорректированный режим термической обработки прутков стабилизировал их структуру и механические свойства, отвечающие требованиям международных стандартов. Развитый в работе подход может оказаться продуктивным и по отношению к производству слитков и изготавливаемых из них полуфабрикатов из многокомпонентных алюминиевых сплавов на основе других систем (в частности, Al-Cu, Al-Zn-Cu-Mg).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Московских, Ольга Петровна, 2000 год

1. Кац A.M., Шадек Е.Г. Теплофизические основы непрерывного литья слитков цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. 207 с.

2. Деверо О.Ф. Проблемы металлургической термодинамики. М.: Металлургия, 1986. 424 с.

3. Кубашевский О., Олкокк К. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия, 1982.392 с.

4. Баум Б.А., Хасин Г.А., Тягунов Г.В. и др. Жидкая сталь. М.: Металлургия, 1984. 206 с.

5. Бернал Дж. Д. Геометрический подход к структуре жидкостей // Успехи химии. 1961. Т.ЗО. №Ю. С.1312-1323.

6. Физика простых жидкостей / Под ред. Темперли Г. и др. // М.: Мир. Т.1.1971. 308 е.; т.2. 1973. 100 с.

7. Скрипов В.П., Коверда В.П. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей. М.: Москва, 1984. 232 с.

8. Полухин В.А., Ватолин Н.А. Моделирование аморфных металлов. М. Наука, 1985. 288 с.

9. Харьков Е.И., Лысов В.И., Федоров В.Е. Физика жидких металлов. Киев: Вища школа, 1979. 248 с.

10. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. Л.: Наука.1972. 424 с.

11. Баум Б.А. Металлические жидкости. М.: Наука, 1979. 135 с.

12. Eyring Н., Ree Т., Hirai Н. Significant structures in the liquid state.// Proc. Nat/ acad. Sci. USA. 1958. Vol. 44. № 7. P. 683-688.

13. Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура. М.: Мир. 1969.420 с.

14. Уббелоде А. Расплавленное состояние вещества. М.: Металлургия, 1982. 375 с.

15. Архаров В.И., Новохатский И.А. О внутренней адсорбции в расплавах.//Докл. АН СССР. 1969. Т. 185. №5. С. 1069-1071.116

16. Ершов Г.С., Позняк JI.A. Микронеоднородность металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1985. 212 с.

17. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972. 247 с.

18. Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках. М.: Атомиздат, 1970. 397 с.

19. Регель А.Р., Глазов В.М. Закономерности формирования структуры электронных расплавов. М.: Наука, 1982. 320 с.

20. Ватолин H.A., Пастухов Э.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов. М.: Наука, 1980. 189 с.

21. Дутчак Я.И. Рентгенография жидких металлов. Львов: Вища школа, 1977.162 с.

22. Соловьев В.А., Бочарова И.Е. Некоторые вопросы кристаллизации металлов // Физико-химические основы производства стали. М.: Наука, 1971. С. 381-386.

23. Геллер У.А. Затвердевание // Физическое металловедение. Т.2. М.: Мир, 1968. С. 155-226.

24. Чалмерс Б. Теория затвердевания. М.: Металлургия, 1968. 288 с.

25. Билони X. Затвердевание // Фазовые превращения в металлах и сплавах и сплавы с особыми физическими свойствами. Т.2. М.: Металлургия, 1987. 624 с.

26. Флеминге М. Процессы затвердевания. М.: Мир, 1977. 423 с.

27. Глесстон С., Лейдлер К., Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций. Пер. с англ., М.: Металлургиздат, 1948. 583 с.

28. Ламсден Дж. Термодинамика сплавов. Пер. с англ., М.: Металлургиздат, 1959. 440 с.

29. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Ленинград: Наука, 1975. 592 с.

30. Филиппов Е.С. Теоретическое обоснование строения и структуры жидких металлов // Изв. Вузов ИМ, 1976. №11. С.115-122.117

31. Гельд П.В., Баум Б.А., Петрушевский М.С. Расплавы ферросплавного производства. М.: Металлургия, 1973.

32. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкости. Киев: Изд. АН УССР, 1956.568 с.

33. Ватолин H.A., Пастухов Э.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов. М.: Наука, 1980. 189 с.

34. Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. М.: Металлургия, 1985. 193 с.

35. Глазов В.М., Вобст М., Тимошенко В.И. Методы исследования свойств жидких металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1989. 384 с.

36. Попель С.И., Спиридонов М.А., Масленников Ю.И. Строение жидких металлов // Сталь. 1981. № 9. С. 17-20.

37. Жукова JI.A., Попель С.И. Классификация металлических расплавов. // Расплавы. 1990. № 4. с. 29-32.

38. Попель С.И., Спиридонов М.А., Жукова JI.A. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах. Екатеринбург: УГТУ, 1997. 384 с.

39. Романова A.B. Некоторые вопросы исследования структуры жидких металлов и сплавов / В кн.: Металлофизика. Киев: Наукова думка.1971. вып.36.

40. Романова A.B. Структура и свойства металлических расплавов / В кн.: Металлы, электроны, решетка. Киев: Наукова думка, 1975.

41. Романова A.B. Структура металлических расплавов // Структура реальных металлов. Киев: Наукова думка. 1988. С. 204-235.

42. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. М.: Мир, 1979.Т.1- 399 е., т.2- 422 с.

43. Марч Н.Г., Том М. Движение атомов жидкости. М.: Металлургия, 1980. 296 с.

44. Марч Н., Паринелло М. Коллективные эффекты в твердых телах и жидкостях. М.: Мир, 1986.318 с.

45. Эванс Р. Жидкие металлы. М.: Металлургия, 1980.389 с118

46. Коул Г.С., Боллинг Г.Ф. Получение сверхмелкой структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Сверхмелкое зерно в металлах. М.: Металлургия, 1973. С.41 -76.

47. Архаров В.И. Теория микролегирования сплавов. М.: Машиностроение, 1975. 61 с.

48. Гуляев Б.Б. Физико-химические основы синтеза сплавов. JL: ЛГУ, 1980. 192 с.

49. О микролегировании высокопрочных литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа и кремния / A.A. Аксенов, H.A. Белов, B.C. Золоторевский и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1988. №1. С.114-120.

50. Ребиндер П.А. Избранные труды. М.: Наука, 1978. 368 с.

51. Семенченко В.К. Поверхностные явления в металлах и сплавах. М.: Гостехиздат, 1957. 430 с.

52. Гуляев Б.Б., Носов В.Н., Косников Г.А. Выбор модификаторов для высокопрочного чугуна// Литейное производство. 1982. №12. С.7-8.

53. Плавка и литье алюминиевых сплавов / М.Б. Альтман, А.Д. Андреев, Г.А. Балахонцев и др. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

54. Мальцев м.в. Модифицирование структуры металлов и сплавов. М.: Металлургиздат, 1964. 342 с.

55. Ламихов Л.К., Самсонов Г.В. О модифицировании алюминия переходными металлами // Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и горное дело. 1963. №2. С. 96-98.

56. Ламихов Л.К., Самсонов Г.В. О модифицировании алюминия и сплава АЛ7 переходными металлами // Цветная металлургия. 1964. №8. С. 77-81.

57. Физическое металловедение / Под ред. Р. Кана. М.: Мир, 1968. 490 с.

58. Ермолаев К.Н., Вертман A.A., Самарин A.M. О механизме модифицирования металлов // Свойства раславленных металлов. М.: Наука. 1974. С. 7073.

59. Влияние модифицирования расплава силуминов на физико-механические свойства и фазовые превращения / В.З. Куцова, Н.М.Кочегура,119

60. М.Г. Ковальчук и др. // Взаимосвязь жидкого и твердого металлических состояний. Доклады совещания. Свердловск. 1987. С.35

61. Ватолин H.A. Влияние ближнего порядка жидких сплавов на структуру и свойства металлов в твердом состоянии // Взаимосвязь жидкого и твердого металлических состояний. Труды II Всесоюзной школы-семинара. 1991. С. 7 10.

62. Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М.: Металлургия, 1975. 247 с.

63. Hansen D., Laier М. Aluminum// Inst. Metols, 1921. V25. p.321-359.

64. Работы лаборатории металлографии Минцветметзолото. ОНТИ,1933. Вып.1.

65. Уразов Г.Г., Шуманова Т.П. // Изв.АН СССР. 1936. №2. Серия химическая. С. 321-341.

66. Известия сектора физико-химического анализа Академии наук СССР. Т. XIII. 1940.

67. Воронов С.М. Процессы упрочнения сплавов Al-Mg-Si и их новые промышленные композиции. М.: Оборонгиз, 1946. 152 с.

68. Добаткин В.И., Горбач Л.А. Металлургические основы литья легких сплавов. М.: Металлургиздат, 1957. С. 197-203.

69. Кутайцева Е.И., Жуков С.Л. Применение пластмасс и новых материалов в машиностроении. М.: Машиностроение, 1960. 200 с.

70. Алюминиевые сплавы. Деформируемые сплавы. Вып. 3. М.: Машиностроение. 1964

71. Козловская В.П., Эдельман Н.М. Технология легких сплавов. 1965. С.38.42.120

72. Воронов С.М., Елагин В.И. Алюминиевый сплав. М.: Оборонгиз, 1955. С. 7-64.

73. Мондольфо JI.E. Структура и свойства алюминиевых сплавов. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1979. 640 с.

74. Воронов С.М. Избранные труды по легким сплавам. М.: Оборонгиз, 1957. С. 336-362.

75. Захаров A.M. Промышленные сплавы цветных металлов. Фазовый состав и структурное состояние. М.: Металлургия, 1980. 256 с.

76. Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1973.760 с.

77. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. М.: Металлург-издат, 1962.608 с.

78. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1979. 208 с.

79. Добаткин В.И. Литье полых алюминиевых слитков для производства труб // Алюминиевые сплавы. М.: Оборонгиз. 1955. С.169-187.

80. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 414 с.

81. Промышленные алюминиевые сплавы / С.Г. Алиева, М.Б. Альтман, С.М. Амбарцумян и др. М.: Металлургия, 1984. 528 с.

82. Легкие сплавы / Вып. 1. Металловедение, термическая обработка, литье и обработка давлением // Изд. АН СССР. 1958.

83. Справочное руководство. Алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1972. С 70.

84. Hidvedi Е. Aluminium alloys // Aluminium. 1984. V.60.

85. Регистрационный перечень международных обозначений сплавов и пределов химического состава для деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов // Aluminum standards and data. 1988. 204 c.

86. Воробьев О.И. Разработка технологии производства слитков из сплавов системы алюминий магний - кремний с регламентированными структурой и свойствами: Дис. канд. техн. наук. Каменск -Уральский, 1996. 242 с.121

87. Каган Д.Н. Исследования термодинамических свойств веществ методом адиабатической калориметрии. М.: Металлургия, 1982. 148 с.

88. Серебренников Н.Н. Теплосодержания и теплоемкости сплавов железа с кремнием: Дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1954. 252 с.

89. ГОСТ 8.207-76. Прямые методы измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов измерения. М.: Изд-во стандартов. 1981. С.10.

90. ГОСТ 8.011-72. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений. М.: Изд-во стандартов. 1972. С.5.

91. ГОСТ 16263-70. Метрология. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов. 1982. С.53.

92. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1967. 242 с.

93. Термодинамические свойства индивидуальных веществ / Л.В. Гурвич , И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. М.: Наука, 1981.Т.З.кн.2. 400 с.

94. Энтальпия и теплоемкость многокомпонентных алюминиевых сплавов / В.М. Замятин, Е.А. Шуликов, О.П. Московских и др. // Труды конференции литейщиков России "Совершенствование литейных процессов". Екатеринбург, 1997. С. 165-172.

95. Особенности термодинамических свойств многокомпонентного алюминиевого сплава 2011 в интервале температур 370-1200 К /В.Ю. Бодряков, В.М. Замятин, О.П. Московских и др. // Расплавы. 1998. № 3. С. 26-30.

96. Изменение энтальпии при плавлении многокомпонентных алюминиевых сплавов / В.Ю. Бодряков, В.М. Замятин, О.П. Московских и др. // Материалы международной конференции " Совершенствование литейных процессов". Екатеринбург. 1999. С.217-229.

97. Влияние строения жидких алюминиевых сплавов на свойства отливок / В.М. Замятин, О.П. Московских, В.Ю. Бодряков и др. // Литейное производство. 1997. № 5. С. 37-38.

98. Энтальпия и теплоемкость многокомпонентных алюминиевых сплавов в твердом и жидком состояниях / В.Ю. Бодряков, В.М. Замятин, О.П. Московских и др. // Расплавы. 1997. № 3. С.3-9.

99. Бодряков В.Ю., Замятин В.М., Московских О.П. О механизме плавления поликомпонентных алюминиевых сплавов // Теплофизика высоких тем-ператур.1999. т. 37. № 5. С. 720-724.

100. Кабаков З.К. Теплофизические основы и разработка устройств магнитного и электрического воздействия для повышения качества металла при непрерывной разливке стали: Дис. Доктора техн. наук. Екатеринбург, 1993. 262 с.

101. Выбор оптимальных параметров литья слитков с минимальными затратами / Г.А. Волкова, З.К. Кабаков, Г.Г. Шадрин и др. // Металловедение, ли125

102. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

103. Математическое описание процесса формирования и охлаждения круглого непрерывного слитка основано на уравнении теплопроводности:0< г< 0< Ъ < Н.

104. Уравнение (1) описывает изменение во времени поля температур в продольном сечении слитка в неподвижной системе координат, связанной с мениском металла в кристаллизаторе (рис. 1).

105. Распределение температур в начальный момент времени может быть задано равномерным и равным температуре заливаемого металла, либо в виде параболы с заданными температурами в центре и на поверхностии слитка.1. СЛИТКА1)1. Тт-Т126

106. Рис.1. Схема установки для непрерывного литья алюминиевых сплавов:1 слиток; 2 - пояс струйного охлаждения водой; 3 - кристаллизатор; 4 - жидкая фаза; 5 - расчетная область127

107. Граничные условия задаются в следующем виде:

108. А) на мениске металла температура соответствует начальному распределению;

109. Б) на вертикальной охлаждаемой поверхности граничные условия IIIрода:

110. Математическую модель в изложенной постановке использовали как в режиме прямого счета, так и при восстановлении граничных условий. В режиме прямого счета для выявления закономерностей затвердевания круглого слитка2)где а = а{Т) коэффициент теплоотдачи;

111. Тер = Тср (Т) температура окружающей среды. В) на оси слитка - условие симметрии, т.е.

112. Г) на нижнем торце слитка:22.12-97 г.з. 750 т.ЮОООт. ОАОКУМЗ