Журнал «Теория и технология металлургического производства» - Феоктистов Н.А., Савинов А.С., Михалкина И.В., Ступак А.А., Осипова О.А., Рудь К.И., Элиджарова К.С. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ЗОНЫ С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ В СТЕНКЕ ОТЛИВКИ ИЗ СТАЛИ 150ХНМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ

Аннотация

В работе рассмотрен вопрос моделирования геометрии и расположения слоя металла с требуемыми эксплуатационными характеристиками для отливки из стали 150ХНМ. Математический расчет проведен с использованием численного решения задачи теплопроводности методом конечных разностей. Исследование проведено на плоской стенке отливки при ее кристаллизации и охлаждении в металлической форме. Исследовали влияние теплофизических свойств отливки и формы на размер и положение зоны с высокими эксплуатационными характеристиками. Качество требуемого слоя определялось требуемыми скоростями охлаждения, составляющими 3–7°С в температурном интервале кристаллизации 1383–1223°С и со скоростями охлаждения 0,6–2°С в области образования карбидов в интервале температур 607–801°С. Величины рассматриваемых скоростей охлаждения определялись из литературных данных. Установлено, что повышение теплопроводности как отливки, так и стенки стальной формы (кокиля) приводит к экстремальному росту величины слоя с высокими эксплуатационными свойствами с максимумами при 40 Вт/мК и 25 Вт/мК соответственно. Влияние объемной теплоемкости Сv отливки выражено уменьшением зоны высоких скоростей с формированием максимального значения величины зоны с требуемыми эксплуатационными свойствами, равной 12,7 мм. При этом рост объемной теплоемкости формы увеличивает зону высоких скоростей при максимальном значении размера слоя с требуемыми эксплуатационными характеристиками, равной 13,2 мм.

Ключевые слова:

скорость охлаждения, теплофизические свойства, литейная форма, эксплуатационные свойства, сталь 150ХНМ

Феоктистов Николай Александрович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой ли-тейных процессов и материаловедения, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический универси-тет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Савинов Александр Сергеевич – доктор технических наук, доцент, директор института металлургии, машиностроения и материалообработки, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический универ-ситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Михалкина Ирина Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры литейных процессов и материаловедения, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ступак Александра Алексеевна – старший преподаватель кафедры механики, ФГБОУ ВО «Магнитогор-ский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Осипова Ольга Александровна – старший преподаватель кафедры механики, ФГБОУ ВО «Магнитогор-ский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Рудь Ксения Игоревна – аспирант кафедры литейных процессов и материаловедения ФГБОУ ВО «Маг-нитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Элиджарова Ксения Святославовна – магистрант кафедры машин и технологий обработки давлением и машиностроения ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. Исследование процесса формирования литой структуры валковой стали / Н.А. Феоктистов, К.Н. Вдовин, А.С. Савинов, Е.В. Скрипкин // Из-вестия Волгоградского государственного техни-ческого университета. 2020. № 7 (242). С. 36-40.

2. Оценка влияния углерода на эксплуатационные свойства и микроструктуру валковой стали/ Н.А. Феоктистов, В.П. Чернов, А.С. Савинов, Д.А. Горленко, И.В. Михалкина // Известия Волго-градского государственного технического уни-верситета. 2021. № 7 (254). С. 35-40.

3. Каипов В.Р., Феоктистов Н.А., Савинов А.С. Оценка влияния углерода на свойства заэвтекто-идных валковых сталей // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: сб. тез. докл. 79-й междунар. науч.-техн. конф. Маг-нитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2021. Т.1. С. 107.

4. Савинов А.С., Тубольцева А.С., Варламова Д.В. Расчет теплового поля сырой песчано-глинистой формы // Черные металлы. 2011. Спец. вып. С. 36-38.

5. Савинов А.С. Расчет теплоемкости затвердева-ющей стенки отливки // Теория и технология ме-таллургического производства: межрегион. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2011. Вып. 11. С. 130–133.

6. Расчет температурного поля системы «отливка-форма»: свидетельство о государственной реги-страции программы для ЭВМ / А.С. Савинов, С.М. Андреев, А.С. Тубольцева; заявитель и па-тентообладатель ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (RU). № 2012616405; опубл. 13.07.12, ОБПБТ № 4 (I ч.). С. 97.

Подробности: Опубликовано: 11 января 2023; Обновлено: 11 января 2023; Просмотров: 3372