7 / 19
Исследование влияния переменного управляемого температурного градиента…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 6
49
В результате экспериментов выявлено, что при НК
методом HRS трудно влиять на температурный гради-
ент на фронте роста (значения температурного гради-
ента низкие).
Применение метода LMC обеспечивает суще-
ственное повышение эффективности теплоотвода с
поверхности формы, поэтому для оценки возможно-
сти управления температурным градиентом на фронте
кристаллизации были проведены эксперименты с раз-
личными температурами охладителя.
Экспериментальные плавки осуществляли на
установке УВНЭС-4 в аналогичной по размеру кон-
струкции теплового узла печи подогрева форм (высо-
та нагревателя ~350 мм, внутренний диаметр ~130 мм)
при скорости кристаллизации
R
кр
= 5 мм/мин, рабочей температуре ~1600
С.
Все плавки проводились без тепловых экранов, отделяющих нагреватель от
ванны с охладителем. При температурах охладителя ~250 и ~400
С в качестве
жидкометаллического охладителя использовали расплав олова, а при ~650 и
~950
С — расплав эвтектики Al–Si.
В результате экспериментов с использованием термопар, закрепленных на
поверхности форм, были получены кривые распределения температуры по вы-
соте теплового узла установки (рис. 7).
Значения температурного градиента оценивали по описанной методике. Ре-
зультаты оценки приведены в таблице.
Значения температурного градиента на фронте кристаллизации
и размер междендритного расстояния в зависимости от температуры охладителя
Температура охладителя,
С
Температурный градиент
на фронте роста
G
,
С/см
Размер междендритного
расстояния в структуре отливок
, мкм
250
120
210
400
100
260
650
70
420
950
50
450
Без ЖМО
20
500
Результаты экспериментов свидетельствуют, что температурный градиент на
фронте роста зависит от температуры охладителя: с ростом температуры охла-
дителя от 250 до 950
С температурный градиент на фронте роста уменьшается
от 120 до 50
С/см. Это, соответственно, сказывается и на структуре ЖС (рис. 8),
с уменьшением температуры охладителя (от 950 до 250
С) междендритное рас-
стояние
в структуре сплава уменьшается от 450 до 210 мкм.
Рис. 6.
Внешний вид
выделений струйчатой
полосчатости (×2)