МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ ПОВЕДІНКИ ТА КРИСТАЛІЗАЦЇЇ РОЗПЛАВУ TWIP-СТАЛІ В ЛИВАРНІЙ ФОРМІ

Анотація

Актуальність розробки підходів для підвищення технологічності процесу одержання злитків та заготовок із TWIP-сталей обґрунтована їх низькою густиною і комплексом механічних властивостей. Оптимізація технологічних параметрів плавлення, лиття, деформації і термічної обробки TWIP-сталей залишаються досі не повністю вирішеними. Одержання злитків із них супроводжується утворенням великої кількості дефектів усадкового походження — усадкові раковини, тріщини, утяжини, недоливи, тощо. Це зумовлює складність процесу одержання даного типу матеріалів. Серед способів нівелювання описаних негативних явищ перевага надається вдосконаленню ливарних технологій одержання заготовок і злитків у поєднанні з мікролегуванням, модифікуванням та обробкою розплаву, що дає високу економічну доцільність, пов’язану зі зменшенням браку та підвищенням якості литого металу, та може забезпечити високий енергоресурсозберігаючий ефект. Представлено результати чисельного моделювання руху та кристалізації розплаву в ливарній формі для визначення оптимальних параметрів лиття з метою мінімізації лікваційних явищ та дефектності злитків TWIP-сталі. Наведено геометричні параметри та граничні умови розробленої моделі для вивчення особливостей процесу заливки сталі з високим вмістом марганцю та алюмінію (густина 6,27 г/см³). Представлено чотири конфігурації ливарної форми, для кожної з яких було розраховано значення критерію від ліквідусу до солідусу і, відповідно, час, необхідний для переходу об’єму металу з рідкого стану в твердий, що показує зв’язок між виливком і прибутком, який є останнім об’ємом ливарної форми, що застигає. Проаналізовано динаміку заповнення форми та кристалізації виливка, забезпечено його підживлення. Отримані дані дозволять збільшити якість та прогнозованість ливарного процесу.