ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать PDF

ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)

УДК 669:536.21

DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-52-59

Аннотация

В данной статье авторами приведены результаты изучения процессов формирования структуры и свойств алюминиевых заготовок, отлитых под воздействием вибрации на установке полунепрерывного типа. В исследовании показано, что применение вибрации при формировании полунепрерывнолитых заготовок может заметно улучшить теплообмен в зонах принудительного охлаждения, что, в свою очередь, должно повлиять на качество металла в литой заготовке и повысить производительность процесса в целом. Было установлено, что под воздействием вибрации количество тепла, отводимого в кристаллизаторе, заметно повышается для обеих заготовок (из камфена и алюминиевого сплава). Это является важным прикладным фактором, так как в реальных условиях из-за недостаточного теплоотвода в кристаллизаторе отливаемые заготовки на выходе из него имеют небольшую толщину затвердевшей корки, что приводит к прорыву жидкого металла с вытекающими оттуда последствиями. При этом вибрация за счет силового воздействия на затвердевающий металл оказывает существенное влияние на формирование структуры и свойств отливаемых заготовок, которое заключается, во-первых, в провоцировании зарождения центров кристаллизации за счет кавитации и, во-вторых, в разрушении растущих кристаллов. Такое силовое воздействие виброимпульса, в частности, для алюминиевого сплава АД31 проявилось в том, что вибрация измельчает макро- и микроструктуру литого металла до 3 раз, а также повышает его прочностные характеристики до 20% при неизменной пластичности. Кроме этого, вибрация уменьшает зону транскристаллизации за счет разрушения столбчатых кристаллов и, соответственно, снижает структурную неоднородность и анизотропию свойств металла по сечению литой заготовки. Таким образом, исследование показывает преимущества применения вибрации при формировании полунепрерывнолитых заготовок и подтверждает ее значительный потенциал для улучшения качества получаемых заготовок и повышения производительности процесса непрерывного литья металлов. При этом наиболее оптимальной схемой приложения вибрации при непрерывной разливке металлов является одновременный подвод виброимпульса к кристаллизатору и отливаемой заготовке.

Ключевые слова

сплав, кристаллизация, структурообразование, свойства, теплообмен, литой металл, заготовка

Для цитирования

Уздиева Н.С., Ахтаев С.С-С., Айсунгуров Н.Д. Формирование полунепрерывнолитой заготовки при вибровоздействии // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 52-59. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-52-59

Уздиева Наталья Супьяновна – кандидат технических наук, доцент, Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М. Д. Миллионщикова, Грозный, Россия. Еmail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 0009-0005-2855-2223

Ахтаев Салман Саид-Селимович – кандидат технических наук, доцент, Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М. Д. Миллионщикова, Грозный, Россия. Еmail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Айсунгуров Ноха Джабраилович – кандидат технических наук, доцент, Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М. Д. Миллионщикова, Грозный, Россия.

1. Нурадинов А.С., Таранов Е.Д., Эльдарханов А.С. Влияние вибрации на теплофизические условия формирования непрерывнолитой заготовки // Процессы литья. 2011. №2. С. 34-38.

2. Нурадинов А.С., Уздиева Н.С., Ахтаев С.С.-С. Валковая разливка – прокатка высокопрочных алюминиевых сплавов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023. Т. 19. №1 (31). С. 58-66.

3. Кристаллизация и формирование структуры алюминиевых сплавов и отливок после внешних физических воздействий в процессе литья / Приходько О.Г., Деев В.Б., Прусов Е.С. и др. // Металлургия: технологии, инновации, качество: труды XXII Международной научно-практической конференции. Новокузнецк, 2021. С. 316-321.

4. Прусов Е.С., Деев В.Б., Рахуба Е.М. Влияние условий кристаллизации на формирование структуры композиционных сплавов // Литейное производство. 2019. №3. С. 6-8.

5. Влияние нерастворимых примесей и вибрации на кристаллизационные процессы в расплавах металлов / Уздиева Н.С., Нурадинов А.С., Ахтаев С.С-С., Исаева М.Р. // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023. Т. 19. №2 (32). С. 57-63.

6. Numerical simulation of the twin-roll casting process of magnesium alloy strip / Zeng J., Koitzsch R., Pfeifer H., Friedrich B. // Journal of Materials Processing Technology. 2009, vol. 209, pp. 2321-2328.

7. Смульский А.А., Семенченко А.И., Елов С.М. Термический анализ алюминиевых сплавов // Процессы литья. 2002. № 1. С. 10-16.

8. Управление теплообменными процессами в валковом кристаллизаторе при бесслитковой прокатке металлов / Эльдарханов А.С., Нурадинов А.С., Уздиева Н.С. и др. // Сталь. 2022. № 4. С. 7-11.

9. Study of the possibility of controlling the formation of crystal structure of metal alloys / Nuradinov A.S., Nogovitsyn A.V., Nuradinov I.A. and other // Science and innovation. 2020, no. 16 (4), pp. 67-73.

10. Mixing effect of slag compositions and additives on crystallization of mold fluxes for Ti-bearing steels / Wei Yan, Zhanquan Hao, Weiqing Chen, Jing Li // Journal of Materials Research and Technology. 2021, vol. 10, pp. 882-894.

11. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики. Справочник. К.: Наукова думка, 1989. 864 с.

12. Нурадинов А.С. Теплообменные процессы при формировании непрерывнолитых заготовок // Литейщик России. 2006. № 7. С. 34-37.

13. Нурадинов А.С., Эльдарханов А.С., Таранов Е.Д. Теплообменные процессы при формировании НЛЗ в поле упругих колебаний // Сталь. 2006. № 6. С. 51-52.