Нурадинов А.С.¹, Осадчий А.Г.²

(¹ ФТІМС НАН України, м. Київ; ² НТУУ «КПІ», м. Київ)

ВПЛИВ ГАЗОІМПУЛЬСНОЇ ОБРОБКИ НА ФОРМУВАННЯ БЕЗПЕРЕРВНОЛИТИХ ЗАГОТОВОК

Газоімпульсна обробка є ефективним способом перемішування металургійних розплавів. Суть методу полягає в періодичному вакуумному всмоктуванні металу і подальшому виштовхуванні його через вогнетривкий металопровід в порожнину виливниці.

Процесс газо імпульсного перемішування пов'язаний з утворенням в перемішуваному об'ємі імпульсних потоків. При генеруванні імпульсних потоків в об’ємі, заповненому однофазною рідиною, утворюються вихори, які переміщуються на великі відстані з великою швидкістю.

Основна мета газоимпульсної обробки спрямована на зниження кристалічної і хімічної неоднорідностей твердіючих сплавів і збільшення виходу придатного продукту.

В даній роботі дослідження проводилися на фізичній моделі, яка імітує машину безперервного лиття заготовок.

Дослідження показали наступні переваги газоімпульсної обробки:

а) силовий вплив пульсуючого потоку на фронт кристалізації призводить до зламу дендритів і їх осідання на дно. Товщина кірки металу зі збільшенням частоти пульсації поступово зменшується(рис. 1);

б) перемішування рідкого розплаву сприяє інтенсифікації відводу теплоти перегріву, в тому числі через зменшення товщини кірки, і як наслідок – більш інтенсивному утворення центрів кристалізації;

в) в макроструктурі дослідної заготовки замість великих стовпчастих дендритів, характерних для контрольної заготовки, розвиваються рівно вісні дендрити глобулярної форми з довжиною осей дендритів в 5…20 разів меншою, ніж у контрольного зразка;

г) знижується кількість дефектів макроструктури, осьова зона не має різко вираженої рихлості та великих пор і суттєво збільшується щільність кристалічної структури.

На практиці при використанні газоімпульсного перемішування як способу зовнішнього фізичного впливу на заготовку що формується необхідно вибрати раціональні параметри перемішування розплаву, які виключають сильну турбулізацію всього об’єму рідкої фази і забезпечують оптимальні гідродинамічні та теплофізичні умови формування заготовки. Проаналізувавши дані моделювання можна рекомендувати наступні параметри частоти пульсації в реальних умовах: 150…180 хв^-1.