Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0212U004327, 0107U002772 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розробка нових технологічних процесів в обладнання для інтенсифікації тепломасопереносу та міжфазних взаємодій при одержанні і розливанні алюмінієвих сплавів та сплавів на основі інтерметалідів титану з використанням енергії електромагнітних полів. Назва етапу роботи Керівник роботи Дубодєлов Віктор Іванович, Доктор технічних наук Дата реєстрації 03-02-2012 Організація виконавець Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Опис етапу Об'єкт дослідження - ливарне магнітогідродинамічне (МГД) обладнання, магнітовагові установки, сплави на основі алюмінію та інтерметалідів титану, автоматичні системи управління устаткуванням і технологічними процесами, апаратура експрес-контролю якості металу. Мета роботи - дослідження механізмів і визначення основних закономірностей технологічних процесів, в яких використовуються електромагнітні дії, для інтенсифікації тепломасопереносу та міжфазних взаємодій при одержанні, розливанні і кристалізації алюмінієвих сплавів та сплавів на основі інтерметалідів титану, розробка систем і апаратури для контролю та управління такими процесами і устаткування для їх реалізації. Методи дослідження і апаратура - аналітичні оцінки з використанням комп'ютерних програм; фізичне і математичне моделювання; натурний експеримент; диференціально-термічний, спектральний, металографія, рентгеноструктурний і мікрорентгеноспектральний аналіз; експрес-методи оцінки якості литих зразків; стандартні методи визначення фізико-механічних властивостей литого металу; оптичні і растрові електронні мікроскопи для оцінки тонкої структури. Розроблено новий електромагнітний перемішувач пульсуючого магнітного поля (ЕМП-ПМП) для печей і міксерів для плавки алюмінію і його сплавів, досліджено його характеристики, визначено раціональні режими роботи, встановлено переваги у порівнянні з обладнанням аналогічного технологічного призначення (наприклад, електромагнітними перемішувачами магнітного поля, що біжить) - зокрема, ЕМП-ПМП має простішу конструкцію, більшу приблизно на 20% гідродинамічну ефективність, дешевший у виготовленні та експлуатації. Розроблено технічне завдання на проектування дослідно-промислового зразка перемішувача. Розроблено структурно-функціональну схему магнітовагової установки, яка ґрунтується на принципі вимірювання від'єднуваної маси і реалізована у вигляді дослідного агрегату (що має у своєму складі пружинно-тензометричні ваги з пружно підвішеною платформою і магнітодинамічну установку МДН-6А для дозованого електромагнітного розливання алюмінієвих сплавів). Створено систему автоматичного управління дозованим розливанням алюмінієвих сплавів. При використанні розробки в промислових умовах похибка дозування алюмінієвого розплаву не перевищує 2% від маси дози. Модернізовано розроблений у ФТІМС НАН України метод комп'ютерного термічного аналізу алюмінієвих сплавів і вдосконалена його методика, що дозволяє ще на етапі виплавки прогнозувати властивості майбутнього готового зливку. Ефективність розробки підтверджена натурними експериментами при дослідженні впливу вмісту домішок заліза на формування інтерметалідних фаз в алюмінієвому сплаві АК7. Встановлено ефект підвищення ступеня модифікування основних фазових складових алюмінієвого сплаву при його МГД обробці. Розроблені спеціальні технологічні проби підвищеної чутливості для експрес-аналізу якості алюмінієвих сплавів, зокрема, оцінки їх газовмісту і схильності до утворення газоусадкових дефектів. Достовірність інформації, одержуваної за допомогою таких експрес-проб, підтверджена шляхом паралельного застосування різних відомих методів оцінки якості алюмінієвих сплавів. Проведені дослідження технології одержання литих композиційних матеріалів на основі алюмінію. Отримані якісні литі композити Al-SiC (розмір частинок карбіду кремнію - 100-120 мкм), їх об'ємна частка в алюмінієвій матриці - до 5%. Рівномірний розподіл таких частинок був досягнутий при використанні спеціального МГД пристрою. Визначено раціональні режими МГД обробки і введення часток SiC до алюмінієвого розплаву. Виконано комплекс досліджень по впливу постійного магнітного поля на процес кристалізації бінарних алюмінієвих сплавів Al-Cu, Al-Fe, Al-Ni, Al-Cr. Встановлено, що у всіх сплавах при повільному охолодженні (~1 С/с) і твердненні в статичних умовах, накладання слабких (до 1 Тл) постійних магнітних полів не змінює їх фазовий склад, але викликає збільшення діапазону розмірів інтерметалідів і їх кількості за рахунок більшого числа дрібних включень, особливо при індукції поля 0,1-0,5 Тл. Це значно (в 4-6 разів) підвищує зносостійкість таких сплавів. Результати підтверджено дослідно-промисловою перевіркою. Виконані дослідження процесів електронно-променевої плавки сплавів на основі інтерметалідів титану в гарнісажних тиглях малої та великої місткості з електромагнітним перемішуванням розплаву. Розроблені технології електронно-променевої виплавки сплавів системи Ti-Al, у тому числі з підвищеним вмістом Al (до 70%) і Nb (до 35%). Показана можливість одержання зливків цих сплавів, однорідних по всьому об'єму і з мінімальною кількістю ливарних дефектів. Розроблені раціональні режими приготування високоякісних сплавів системи Ti-Si-B з високим рівнем характеристик міцності ( 0,2~960 МПа) при кімнатній температурі, суттєвою низькотемпературною пластичністю (~0,5%) і підвищеною жаростійкістю (349 МПа при 700 С). При цьому зберігається високий рівень їх ливарних характеристик. Проведені дослідні плавки сплавів системи Ti-Ni (54,5% мас. Ni, 45,5% мас. Ti) з отриманням заготівок для виготовлення волокон нікеліду титану. Одержані результати також використовуються при виконанні інших науково-практичних робіт. Опис продукції Розроблені наукові основи та нові технологічні процеси і обладнання для інтенсифікації процесів тепломасопереносу і міжфазних взаємодій з використанням енергії електромагнітних полів, зокрема, системи електромагнітного перемішування алюмінієвих сплавів пульсуючого магнітного поля; магнітовагові пристрої для безперервного розливання алюмінієвих сплавів; литі моно- і гетерофазні алюмінієві композити; технології і обладнання для одержання сплавів на основі інтерметалідів титану з використання електронно-променевого нагріву та електромагнітного перемішування. Автори роботи Богдан Кім Степанович Борисов Георгій Павлович Горюк Максим Степанович Дубодєлов Віктор Іванович Затуловський Андрій Сергійович Ладохін Сергій Васильович Середенко Володимир Олексійович Слажнєв Микола Андрійович Фікссен Владислав Миколайович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити