Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами
The purpose of the work is to obtain results that would confirm the effectiveness and perspective of using the methodof simultaneous treatment of a liquid alloy based on Al with different types of currents in foundry technologies.As it is known the different types of current passing through the melt...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/230 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471987286474752 |
|---|---|
| author | Цуркін, В.М. Іванов, А.В. Жданов, О.О. Честних, М.В. Дьогтєв, Ю.Н. Харитонова, Т.Г. |
| author_facet | Цуркін, В.М. Іванов, А.В. Жданов, О.О. Честних, М.В. Дьогтєв, Ю.Н. Харитонова, Т.Г. |
| author_sort | Цуркін, В.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-01-05T20:21:26Z |
| description | The purpose of the work is to obtain results that would confirm the effectiveness and perspective of using the methodof simultaneous treatment of a liquid alloy based on Al with different types of currents in foundry technologies.As it is known the different types of current passing through the melt (alternating, constant, pulsed) are differ from eachother by their different functional capabilities. The each types of currents generate electromagnetic fields with differentamplitude-frequency characteristics and distribution, which determine the sphere of influence. The work proposedto use an innovative principle of simultaneous passing of at least two currents with different electrical characteristicsthrough the melt and with different variants of electrode systems. This method made it possible to affect more effectivelyon the structure and properties of the melt and, in turn, improve the service characteristics of the casting.In the work, two series of experiments were performed with the application of melt treatment with three typesof currents and three types of electrode systems in different combinations. Ingot alloys of the Al-Si system wastreated: AK7 (GOST 1583-93), chemical composition: Si (7.3 %); Fe (0.5 %); Cu (0.5 %); Mn (0.07 %); Mg (0.07 %);Zn (0.2 %); Pb (0.01 %), Al base; and non-standard pre-eutectic silumin additionally doped with certain components(Si (8 %); Fe (0.79 %); Cu (1.98 %); Mn (0.1 %); Mg (0.27 %); Zn (0.44 %), Al base). In contrast to the treatment of onetype of current, an increase the mechanical properties of castings and an effective modification of the elements of thesolid state structure were achieved. Thus, for the first grade of alloy, σВ was increased by 13 %, and δ — by 1.5 times.Also after simultaneous treatment with different types of currents with defined modes, the value of Ψ was recorded at thelevel of 4.4 %. For the AK7 alloy, this indicator is not even specified by the standard. For the second grade of alloy, aftersimultaneous treatment with different types of currents, significant grinding of intermetallics to sizes from 8 μm to 11 μmwas observed, while compared to the original sample, there is practically no segregation of the intermetallic componentby size. The structure of the treated samples is distinguished by the grinding of silicon particles in the eutectic. The totalenergy consumption, under certain conditions, for both brands of alloys was reduced by 3 times. The main mechanismof a positive change in the crystallization ability of the melt is formation of electromagnetic fields superposition with morepowerful thermoforce effect in the treatment object by passing different types of currents simultaneously than whenusing one type of current. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:16Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-230 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:16Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2302024-01-05T20:21:26Z Experimental study of the effect of the simultaneous treatment of the melt with different currents on the quality indicators of castings Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами Цуркін, В.М. Іванов, А.В. Жданов, О.О. Честних, М.В. Дьогтєв, Ю.Н. Харитонова, Т.Г. melt physical experiment electric currents crystallization ability mechanical properties structuralphase composition treatment success Розплав фізичний експеримент електричні струми кристалізаційна здатність механічні властивості структурно-фазовий склад успішність обробки The purpose of the work is to obtain results that would confirm the effectiveness and perspective of using the methodof simultaneous treatment of a liquid alloy based on Al with different types of currents in foundry technologies.As it is known the different types of current passing through the melt (alternating, constant, pulsed) are differ from eachother by their different functional capabilities. The each types of currents generate electromagnetic fields with differentamplitude-frequency characteristics and distribution, which determine the sphere of influence. The work proposedto use an innovative principle of simultaneous passing of at least two currents with different electrical characteristicsthrough the melt and with different variants of electrode systems. This method made it possible to affect more effectivelyon the structure and properties of the melt and, in turn, improve the service characteristics of the casting.In the work, two series of experiments were performed with the application of melt treatment with three typesof currents and three types of electrode systems in different combinations. Ingot alloys of the Al-Si system wastreated: AK7 (GOST 1583-93), chemical composition: Si (7.3 %); Fe (0.5 %); Cu (0.5 %); Mn (0.07 %); Mg (0.07 %);Zn (0.2 %); Pb (0.01 %), Al base; and non-standard pre-eutectic silumin additionally doped with certain components(Si (8 %); Fe (0.79 %); Cu (1.98 %); Mn (0.1 %); Mg (0.27 %); Zn (0.44 %), Al base). In contrast to the treatment of onetype of current, an increase the mechanical properties of castings and an effective modification of the elements of thesolid state structure were achieved. Thus, for the first grade of alloy, σВ was increased by 13 %, and δ — by 1.5 times.Also after simultaneous treatment with different types of currents with defined modes, the value of Ψ was recorded at thelevel of 4.4 %. For the AK7 alloy, this indicator is not even specified by the standard. For the second grade of alloy, aftersimultaneous treatment with different types of currents, significant grinding of intermetallics to sizes from 8 μm to 11 μmwas observed, while compared to the original sample, there is practically no segregation of the intermetallic componentby size. The structure of the treated samples is distinguished by the grinding of silicon particles in the eutectic. The totalenergy consumption, under certain conditions, for both brands of alloys was reduced by 3 times. The main mechanismof a positive change in the crystallization ability of the melt is formation of electromagnetic fields superposition with morepowerful thermoforce effect in the treatment object by passing different types of currents simultaneously than whenusing one type of current. Ціль роботи — отримати результати, які б підтверджували ефективність та перспективність застосування методуодночасної обробки рідкого сплаву на основі Al різними струмами у технологіях ливарного виробництва.Як відомо, різні типи струму, що пропускають через розплав (змінний, постійний, імпульсний), характеризуютьсярізними функціональними можливостями. Типи струмів генерують у розплаві відмінні за амплітудно-частотноюхарактеристикою та розподілом різні первинні електромагнітні поля, які і визначають сферу впливу. У роботізапропоновано використовувати інноваційний принцип одночасного пропускання через розплав як мінімум двохструмів з різними електричними характеристиками при різних варіантах електродних систем. Це дало змогу більшефективно вплинути на структуру та властивості розплаву та, в свою чергу, покращити службові характеристикивиливка.В роботі виконано дві серії експериментів з застосуванням обробки розплаву трьома типами струмів та трьоматипами електродних систем у різних варіантах сполучення. Обробляли чушкові зливки системи Al-Si: АК7 (ГОСТ 1583-93), хімічного складу: Si (7,3 %); Fe (0,5 %); Cu (0,5 %); Mn (0,07 %); Mg (0,07 %); Zn (0,2 %); Pb (0,01 %), основа Al; танестандартний доевтектичний силумін, додатково легований певними компонентами (Si (8 %);Fe (0,79 %); Cu (1,98%); Mn (0,1 %); Mg (0,27 %); Zn (0,44 %), Al основа). На відміну від обробки розплаву одним типом струму досягнутозбільшення показників механічних властивостей виливків та ефективне модифікування елементів структури твердогостану. Так, для першої марки сплаву σВ збільшено на 13 %, а δ — у 1,5 рази. Також, після одночасної обробки різнимиструмами зафіксовано величину Ψ на рівні 4,4 %. Для сплаву АК7 цей показник навіть не зазначено стандартом. Длядругої марки сплаву після одночасної обробки різними струмами спостерігається значне подрібнення інтерметалідівдо розмірів від 8 мкм до 11 мкм, при цьому порівняно з вихідним зразком, практично відсутня сегрегація інтерметалідноїскладової за розміром. Структура оброблених зразків відрізняється подрібненням частинок кремнію в евтектиці.Загальні енерговитрати, за окремих умов, для обох марок сплавів зменшено у 3 рази. Основним механізмом позитивноїзміни кристалізаційної здатності розплаву є формування в об’єкті обробки при одночасному пропусканні різних струмівсуперпозиції електромагнітних полів з більш потужною термосиловою дією, аніж при застосуванні одного типу струму. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-12-31 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/230 10.15407/steelcast2023.03.021 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 3 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 3 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2023.03 en https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/230/228 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | Розплав фізичний експеримент електричні струми кристалізаційна здатність механічні властивості структурно-фазовий склад успішність обробки Цуркін, В.М. Іванов, А.В. Жданов, О.О. Честних, М.В. Дьогтєв, Ю.Н. Харитонова, Т.Г. Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title | Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title_alt | Experimental study of the effect of the simultaneous treatment of the melt with different currents on the quality indicators of castings |
| title_full | Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title_fullStr | Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title_full_unstemmed | Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title_short | Експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| title_sort | експериментальне дослідження впливу на показники якості виливків одночасної обробки розплаву різними струмами |
| topic | Розплав фізичний експеримент електричні струми кристалізаційна здатність механічні властивості структурно-фазовий склад успішність обробки |
| topic_facet | melt physical experiment electric currents crystallization ability mechanical properties structuralphase composition treatment success Розплав фізичний експеримент електричні струми кристалізаційна здатність механічні властивості структурно-фазовий склад успішність обробки |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/230 |
| work_keys_str_mv | AT curkínvm experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT ívanovav experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT ždanovoo experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT čestnihmv experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT dʹogtêvûn experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT haritonovatg experimentalstudyoftheeffectofthesimultaneoustreatmentofthemeltwithdifferentcurrentsonthequalityindicatorsofcastings AT curkínvm eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami AT ívanovav eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami AT ždanovoo eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami AT čestnihmv eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami AT dʹogtêvûn eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami AT haritonovatg eksperimentalʹnedoslídžennâvplivunapokaznikiâkostívilivkívodnočasnoíobrobkirozplavuríznimistrumami |