OBLICZANIE POZIOMU CIEKŁEGO METALU W NADLEWACH ZA

Podobne dokumenty
ANALITYCZNE OBLICZANIE KSZTAŁTU JAM SKURCZOWYCH W NADLEW ACH ZASILAJĄCYCH ODLEWY O KSZTAŁCIE

ASSESSMENT OF ANALYTICAL MATHODS OF SOLIDIFICATION PROCESS AND INGOT FEEDHEAD SIZE DETERMINATION

KRYTYCZNA ANALIZA R. WLODAWERA METODY OBLICZANIA NADLEWÓW. LONGA Władysław Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa Kraków, ul. W.

NUMERYCZNA SYMULACJA PROCESU KRZEPNIĘCIA NADLEWU W FORMIE Z MODUŁEM IZOLACYJNYM

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

PROJEKT - ODLEWNICTWO

BADANIA ŻELIWA CHROMOWEGO NA DYLATOMETRZE ODLEWNICZYM DO-01/P.Śl.

WPL YW SPOSOBU DOPROW ADZENIA CIEKLEGO MET ALU DO FORMY MET AL OWEJ NA ELIMINACJĘ POROWATOŚCI TESTOWYCH ODLEWÓW

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

Odlewnicze procesy technologiczne Kod przedmiotu

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

POLE TEMPERA TUR W TECHNOLOGII WYKONANIA ODLEWÓW WARSTWOWYCH

m K, ( to litera lambda ),

Zadanie egzaminacyjne

SYMULACJA NUMERYCZNA KRZEPNIĘCIA KIEROWANEGO OCHŁADZALNIKAMI ZEWNĘTRZNYMI I WEWNĘTRZNYMI

Wyznaczanie wartości współczynnika przewodzenia ciepła wybranych materiałów ceramicznych

Dane potrzebne do wykonania projektu z przedmiotu technologia odlewów precyzyjnych.

ANALIZA PROCESU ZAPEŁNIENIA WNĘKI CIEKŁYM STOPEM W METODZIE PEŁNEJ FORMY.

Techniki wytwarzania - odlewnictwo

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI TERMOFIZYCZNYCH TWORZYWA NADSTAWKI NADLEWU NA GEOMETRIĘ JAMY SKURCZOWEJ

IDENTYFIKACJA CHARAKTERYSTYCZNYCH TEMPERATUR KRZEPNIĘCIA ŻELIWA CHROMOWEGO

DOBÓR NADLEWÓW W ODLEWACH BIMETALOWYCH BLACHA STALOWA ŻELIWO CHROMOWE

OKREŚLANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK20 NA PODSTAWIE METODY ATND

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

WYZNACZANIE MINIMALNEJ GRUBOŚCI WLEWU DOPROWADZAJĄCEGO

KOMPUTEROWA SYMULACJA POLA TWARDOŚCI W ODLEWACH HARTOWANYCH

REJESTRACJA PROCESÓW KRYSTALIZACJI METODĄ ATD-AED I ICH ANALIZA METALOGRAFICZNA

WIELOMIANOWE MODELE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH STOPÓW ALUMINIUM

z wykorzystaniem pakiet MARC/MENTAT.

ZASTOSOWANIE GEOMETRII FRAKTALNEJ DO OCENY KLASYFIKACJI GRAFITU W ŻELIWIE

SZACOWANIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK9 NA PODSTAWIE METODY ATND

33/1 OBLICZANIE WYSOKOŚCI UŻYTECZNEJ ŻELIWIAKA. Hu, tj. odległość liczona od poziomu dysz do progu okna wsadowego. Jeżeli. l.

MODYFIKACJA TYTANEM, BOREM I FOSFOREM SILUMINU AK20

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F

SKURCZ TERMICZNY ŻELIWA CHROMOWEGO

BADANIE WYMIENNIKA CIEPŁA TYPU RURA W RURZE

WYKRESY FAZOWE ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI Ni, Mo, V i B W ZAKRESIE KRZEPNIĘCIA

TEMPERATURY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO W FUNKCJI SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA ODLEWU

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

EMPIRYCZNE WYZNACZENIE PRAWDOPODOBIEŃSTW POWSTAWANIA WARSTWY KOMPOZYTOWEJ

KINETYKA KRZEPNIĘCIA KOMPOZYTOW AI-Pb MARIAN MITKO, JANUSZ BRASZCZYŃSKI. Politechnika Częstochowska, Otrzymywanie kompozyłów Al-Pb

MATEMATYKA II. znaleźć f(g(x)) i g(f(x)).

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej

POLITECHNIKA GDAŃSKA

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

ANALIZA ODLEWANIA ŻELIWA CHROMOWEGO W FORMIE PIASKOWEJ - FIZYCZNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA

ANALIZA KRZEPNIĘCIA I BADANIA MIKROSTRUKTURY PODEUTEKTYCZNYCH STOPÓW UKŁADU Al-Si

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

Teoria cieplna procesów odlewniczych

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

1\:r.o:cpnięcie Metali i Stopów, Nr 33, 1997 PAN- Oddzial Katowice l' L ISSN

Termodynamika i technika cieplna Wymiana ciepła, masy i pędu w procesach metalurgicznych i odlewniczych

Ćw. 1. BADANIE PRZEBIEGÓW NAGRZEWANIA SIĘ I STYGNIĘCIA PRZEWODÓW PRZY OBCIĄŻENIU PRZERYWANYM

MODYFIKACJA SILUMINU AK20. F. ROMANKIEWICZ 1 Politechnika Zielonogórska,

STANOWISKO DO BADANIA SKŁONNOŚCI METALI I STOPÓW DO TWORZENIA OBCIĄGNIĘĆ

PL B1. Kanał odpowietrzający odlewnicze formy piaskowe oraz sposób odpowietrzenia odlewniczych form piaskowych

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

WPŁYW TEMPERATURY ODLEWANIA NA INTENSYWNOŚĆ PRZEPŁYWU STOPÓW Al-Si W KANALE PRÓBY SPIRALNEJ BINCZYK F., PIĄTKOWSKI J., SMOLIŃSKI A.

Zjawisko termoelektryczne

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

Ćwiczenie 425. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych. Woda. Ciało stałe Masa kalorymetru z ciałem stałym m 2 Masa ciała stałego m 0

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ

Badanie dylatometryczne żeliwa w zakresie przemian fazowych zachodzących w stanie stałym

9/37 ZJAWISKA PRZEPŁYWU CIEPŁA I MASY W PROCESIE WYPEŁNIANIA FORMY CIEKŁYM METALEM

ANALIZA PROCESU ZALEWANIA I KRZEPNIĘCIA ODLEWÓW ZE STALIWA STOPOWEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

ODLEWANIE KOKILOWE. BADANIE ZMIAN TEMPERATURY ODLEWU I KOKILI W CYKLU ODLEWANIA Z WYKORZYSTANIEM SYMULACJI KOMPUTEROWEJ

SKŁONNOŚĆ ALUMINIUM I DWUSKŁADNIKOWYCH STOPÓW Al-Si DO TWORZENIA OBCIĄGNIĘĆ

ZMIANA SZEROKOŚCI STREFY KRYSZTAŁÓW KOLUMNOWYCH W ODLEWACH KRZEPNĄCYCH W POLU MAGNETYCZNYM

Występują dwa zasadnicze rodzaje skraplania: skraplanie kroplowe oraz skraplanie błonkowe.

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

NUMERYCZNE MODELOWANIE PROCESU POWSTAWANIA JAMY SKURCZOWEJ PODCZAS KRYSTALIZACJI ODLEWU Z ŻELIWA SFEROIDALNEGO

PIERWSZEGO. METODA CZYNNIKA CAŁKUJĄCEGO. METODA ROZDZIELONYCH ZMIENNYCH.

Technologie wytwarzania. Opracował Dr inż. Stanisław Rymkiewicz KIM WM PG

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

OKREŚLENIE TEMPERATURY I ENTALPII PRZEMIAN FAZOWYCH W STOPACH Al-Si

SPEKTRALNE CIEPŁO KRYSTALIZACJI ŻELIWA SZAREGO

ODDZIAŁYWANIE ZASYPKI IZOLACYJNEJ NA STRUKTURĘ I WŁAŚCIWOŚCI PRÓBEK PRZYLANYCH DO WLEWNIC. B. DUDZIK 1 KRAKODLEW S.A., ul. Ujastek 1, Kraków

ZMIANY W ROZKŁADZIE MIEDZI JAKO PRZYCZYNA PRZEMIANY STRUKTURY W ODLEWACH WYKONYWANYCH W POLU MAGNETYCZNYM

OPORY PRZEPŁYWU TRANSPORTU PNEUMATYCZNEGO MATERIAŁÓW WILGOTNYCH

KRYSTALIZACJA SILUMINU AK20 PO MODYFIKACJI FOSFOREM I SODEM

22/1 Solidification of Metais and Alloys, No 22, 1995

Materiały pomocnicze z Aparatury Przemysłu Chemicznego

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA PARAMETRY KRYSTALIZACJI ŻELIWA CHROMOWEGO

Propozycje rozwiązań zadań otwartych z próbnej matury rozszerzonej przygotowanej przez OPERON.

MODYFIKACJA SILUMINU AK12. Ferdynand ROMANKIEWICZ Folitechnika Zielonogórska, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

Przekształcenie Z. Krzysztof Patan

Naprężenia i odkształcenia spawalnicze

SYMULACJA KRZEPNIĘCIA BRĄZU ALUMINIOWEGO BA1032 Z WERYFIKACJĄ DOŚWIADCZALNĄ

OCENA ZA POMOCĄ KRYTERIÓW KRZEPNIĘCIA POROWATOŚCI I ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWACH ZE STOPU Al

M10. Własności funkcji liniowej

Krzepnięcie Metali i Stopów, Nr 26, 1996 P Ai'l - Oddział Katowice PL ISSN POCICA-FILIPOWICZ Anna, NOWAK Andrzej

Transkrypt:

Solidification of Metais and Alloys Krzepnięcie Metali i Stopów, 18 PL ISSN 0208-9386 OBLICZANIE POZIOMU CIEKŁEGO METALU W NADLEWACH ZA SILAJĄCYCH ODLEWY KRZEPNĄCE W FORMACH METALOWYCH Władysław Longa Wyd z iał Odlewnictwa, Akademia Gómiczo-Htttnicza, Kraków, Pafska STRESZCZENIE W pracy przedstawiono analityczne rozwiązanie zagadnienia obliczania poziomu ciekłego metalu w nadlewach cylindrycznych, krzepnących w formach piaskowych i zasilających odlewy, krzepnące z małą intensywnością w formach metalowych. Dotychczas zagadnienie to nie było rozwiązane. Uzyskane rozwiązanie pozwala na obliczanie skutecznych nadlewów. CALCULATlON OF THE LIQUID METAL LEVEL IN THE REISERS FEEDING CASTINGS SOLIDIFYING IN MET AL MO U LOS ABSTRACT In the present work analytical relationships bad been derived for calculating the Iiquid metal level developed in the cylindrical risers feeding castings solidifying in metal moułd. 1l1e equations may be also used for calculating the risers. l. WSTĘP W pracy wyprowadza się równanie do obliczania poziomu ciekłego metalu w nadlewach cylindrycznych, krzepnących w formach piaskowych i zasilających odlewy, krzepnące w formach metalowych. Oznacza to, że proces krzepnięcia nadlewu i odlewu ujmują równania V n = Fnkn JT, (l) Vo=Foko't (2) vn, v 0 - kolejno objętość metalu zakrzepłego w nadlewie i odlewie po czasie t, F n, F 0 - kolejno powierzchnia stygnięcia nadlewu oraz odlewu, kn, k 0 - kolejno stała krzepnięcia dla nadlewu i odlewu. Równanie (2) dotyczy małej intensywności stygnięcia odlewu.

96 Stałe krzepnięcia ujmują zależności [1] (3) bzn -współczynnik akumulacji ciepła masy formierskiej, w której krzepnie nadlew, Tkr - temperatura krzepnięcia metalu, T2p - temperatura początkowa formy, Pt - gęstość masy metalu odlewu, L 1 p - ciepło krzepnięcia powiększone o ciepło przegrzania, A. f3 = ~ - współczynnik wymiany ciepła pomiędzy odlewem a kokilą, xpk Apk - współczynnik przewodzenia ciepła materiału powłoki izolacyjnej, Xpt ~ grubość powłoki izolacyjnej kokili. 2. WYPROW ADZENIE RÓWNANIA (4) Objętość jamy skurczowej, utworzonej w nadlewie po czasie 't, zapisać można równaniem (5) Ej - skurcz metalu w stanie ciekłym i podczas krzepnięcia (w ułamku jedności). Po zróżniczkowaniu (5) uzyskujemy Elementarą objętość jamy skurczowej dvj wyrazić można również wzorem (rys. l) dvj =- Fpc dy (7) Fpc - przekrój poprze~zny Justra ciekłego metalu w nadlewie, dy - elementarne obniżenie lustra ciekłego metalu w nadlewie. Założymy, że ciekły metal w nadlewie ma kształt walca. Pozwala to wielkość Fpc zapisać następującym równaniem (6)

V 0. - początkowa objętość metalu ci e kłego w nadlewie, y -wysokość słupa ciekłego metalu w nadlewie (rys. 1), K'l' - bezwymiarowy współczynnik, ujmujący opory przepływu metalu z nadlewu do odlewu. (8) jama skurczowa c z c I cz ść ciekta l : odlew 1 ~-------J Rys. l. Schemat do matematycznego opisu proces tworzenia się jamy skurczowej w nadlewie zasilającym odlew hj=hn- y; dhj = - dy, Xn- promie6 nadlewu, re - promie6 części ciekłej nadlewu Należy zwrócić uwagę, że licznik równania (8) ujmuje objętość ciekłego metalu w nadlewie po czasie krzepnięcia t. Z połączenia równafl (6), (7) i (8) uzyskuje się następujące równanie różniczkowe, ujmujące poziom ciekłego metalu w nadlewach cylindrycznych

9H Po całkowaniu równania (9) i obliczeniu stałej całkowania uzyskuje się następujące równanie do obliczania poziomu ciekłego metalu w nadlewach, zasilających odlewy przy czym (lo) [(l+ej)k'i' -J(t+E/K~ +4EjK~k ]JKvo-- 2KH A= -- (11) [(t+ej)k'i' +J(t+E/K~ +4EjKh ]JKvo - 2KFk ( 12) H n -wysokość nadlewu, kofo t Jkofo Vn Kvo =-V-,Kn = k F. n n n Stałą całkowania dla równania (10) obliczono z warunku: 3. ANALIZA RÓWNANIA (13) dla t = O, y = Hn (14) Jak wynika z równań (10+13) poziom ciekłego metalu w nadlewach jest funkcją czterech wielkości bezwymiarowych (kryteriów) (15) Na rys. 2 przedstawiono wykres zależności ( 15) dla stalej wartości Ej. Poszczególne krzywe charakteryzują poziom metalu ciekłego w nadlewie (y/hn) w funkcji Kvo, przy czym kryterium Kvo ujmuje stosunek objętości metalu zakrzepłego w odlewie do

99 pierwotnej objętości nadlewu. Z przebiegu krzywych wynika, że ze wzrostem KFk wolniej obniża się poziom ciekłego metalu w nadlewie, natomiast ze wzrostem K'l' szybciej. 1.0 c :c ' >- 0.8 0. 6 E; =0.05 Rys. 2. Wzg l ę dna wy s o kość c i e kłeg o metalu w nadlewie w funkcji względnej objętości metalu zakrze płego w odl ewie Na rys. 3 przedstawiono w zg l ęd ną wy sok o ść poziomu ci e kłe go metalu w nadlewie w funkcji względnej objętości ciekłego metalu w nadlewie tj. w funkcji wielkości K nc = v nc l V n (gdzie Ync - objętość ciekłego metalu w nadlewie po czasie krzepnięcia). Z przebiegu krzywych wynika, że w miarę wzrostu KFk proces obniżania się poziomu ciekłego metalu w nadlewie zbliża się do liniowego. 4. OBLICZANIE WYMIAR()W NADLEWÓW Punkty przecięcia s ię poszczególnych krzywych na rys. 2 z osią Kvo wyznaczają graniczne wartości względnych obj (( to śc i odlewów, które mogą być zasilone danym nadlewem. Tę graniczną wartoś ć objętości odlewu (Kvogr) obliczyć można z zależności (10) po podstawieniu do niej y/hn=o. Wówczas równanie ( 10), łącznie z równaniami (11 ), (12) i (13), przyjmuje posta ć (16)

100 0.6 0. 2 0.0 0.0 0.2 OJ, 0.6 0.8 1.0 Rys. 3. Względna wysokość cie kłego metalu w nadlewie w funkcji względnej objętości ciekłego metalu w nadlewie V 0.gr -graniczna objętość odlewu zasilana przez dany nadlew. Korzystając z równania (2) równanie ( 16) zapiszemy V 11 - (1 + E JK"'k 11 F 11~- EiYo.gr = O V. ~-cz a s krzep nięcia odlewu. Foko Równanie (16) lub (17) wykorzystać można do obliczania wymiarów nadlewów. ' ko "' (17)

101 5. ZAKOŃCZENIE W pracy przedstawiono analityczne rozwiązanie zagadnienia obliczania poziomu ciekłego metalu w nadlewach, zasilających odlewy krzepnące v'i formach metalowych z bardzo małą intensywnością. Dotąd w literaturze nie ma rozwiązania tego zagadnienia. Uzyskane rozwiązanie pozwala na obliczanie wymiarów nadlewów. LIIERATURA l. W.Longa: Krzepnięcie odlewów. Wyd. Ślą s k, Katowice (1985).