ФАКТОРИ ВПЛИВУ НА РОЗПОДІЛ ЧАСТИНОК ВАНАДІЮ В ЛИТИХ КОМПОЗИТАХ СИСТЕМИ Cu–V ЕЛЕКТРОННО–ПРОМЕНЕВОЇ ВИПЛАВКИ

Procesi littâ, 2023, Vol 3 (153), 61-74

Анотація

В останні роки у світі отримують конструкційні та функціональні матеріали з підвищеними експлуатаційними властивостями. Зокрема, важливим технологічним напрямком є створення литих композиційних матеріалів. Приклад цього — мідь, зміцнена ванадієм. Цей композит має майже таку саму електропровідність, як чиста мідь, проте характеризується значно
вищою міцністю й жароміцністю. При цьому одержання такого і схожих матеріалів є складним технологічним завданням, тому для його вирішення було обрано електронно-променеву ливарну технологію. Указаний спосіб найкраще забезпечує приготування розплавів системи Cu―V, однак їх лиття й подальша кристалізація потребують досліджень технологічних
параметрів із метою забезпечення найменшого розміру та найбільш рівномірного розподілу армуючих часток. Таким чином, методами математичного й комп’ютерного моделювання було досліджено зміну теплового стану виливків литих композитів досліджуваної системи в залежності від хімічного складу й температури розплаву. Досліджено теоретичні залежності формування розподілу включень у мідних виливках при заливці та охолодженні. Установлено, що конвективні потоки за умови заливки по центру в циліндричних виливках приводять до руху частинок до моменту їх твердіння за спіральною траєкторією відносно осі виливка зі зміною напрямку залежно від конфігурації температурних полів. Швидкість кристалізації має першочергове значення, оскільки при тривалому охолодженні спіральні конвективні потоки заміщуються поздовжніми вертикальними потоками вздовж осьового центра виливка, як у полі з найвищою температурою. Також визначено, що найбільш рівномірне розподілення частинок V може бути отримане завдяки низькій його концентрації — близько 0,5 % мас.