DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2019.1(32).79-86
Термодинамічні процеси при кристалізації і формуванні ліквації у виливках з високоміцного чавуну
Об авторах
В.М. Кропівний, професор, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
М.В. Босий, старший викладач, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
О.В. Кузик, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
А.В. Кропівна, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
Анотація
В статті наведено розрахунок коефіцієнтів міжфазового розподілу кремнію та марганцю між аустенітом та рідкою фазою сплаву. Одержана залежність взаємозв’язку коефіцієнта розподілу третього елемента Xi зі зміною температури аустенітно-графітної евтектики для систем Fe-C-Xi (Xi =Mn, Si). Показано, що кремній концентрується в аустеніті та ліквує в центр дендриту. При цьому марганець концентрується в рідині та ліквує на периферію дендрита. Обґрунтовано роль зміни енергії Гіббса в перерозподілі кремнію та марганцю між рідиною і аустенітом. Виявлено, що елементом насичується та фаза, енергія Гіббса якої від домішки елемента зменшується сильніше. Зазначене призводить до зменшення енергії Гіббса всієї системи та визначає величину коефіцієнта розподілу кремнію та марганцю між фазами.
Ключові слова
високоміцний чавун, кулястий графіт, кристалізація, ліквація, фаза, розподіл
Посилання
1. Vozdvizhenskij, V. V., Grachov, V.A. & Spasskij, V.V. (1984). Litejnye splavy i tehnologija ih plavki v mashinostroenii [Foundry alloys and their melting technology in mechanical engineering]. Moskow: Mashinostroenie [in Russian].
2. Ljubchenko, A.P. (1982). Vysokoprochnye chuguny [High-strength Cast Iron]. Moskow: Metallurgija [in Russian].
3. Alonso, G., M. Stefanescu, D., Larrañaga, P. & Suarez, R. (2016). Understanding compacted graphite iron solidification through interrupted solidification experiments. International Journal of Cast Metals Research, Vol. 29, is. 1-2, Pp. 2-11 [in English].
4. Andreev, V.V. (2011). Fiziko-himicheskie osnovy formirovanija vkljuchenij grafita v vysokoprochnyh chugunkah [Physical and chemical basics of graphite inclusions formation in high-strength cast iron]. Vestnik MGTU im. G. I. Nosova – Vestnik MSTU named after G.I. Nosov, 1, 16-22 [in Russian].
5. Aulin, V.V., Kropivnyj, V.M. , Kropivna, A.V., Bosyj, M.V. & Kuzyk, O.V. (2017). Rol' teplofizychnykh protsesiv formuvannia struktury vysokomitsnykh chavuniv [The role of thermophysical processes in the formation of the structure of high-strength cast irons] . Visnyk inzhenernoi akademii Ukrainy – Bulletin of Engineering Academy of Ukraine, 3, 133-137 [in Ukrainian].
6. Golod, V.M. & Savel'ev, K.D. (2010). Vychislitel'naja termodinamika v materialovedenii [Computational thermodynamics in materials science]. SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta [in Russian].
7. Bunin, K.P. & Taran, Ju.N. (1972). Stroenie chugunka. Serija «Uspehi sovremennogo metallovedenija» [The structure of the iron. Series "Successes in modern metal science"]. Moskow: Metallurgija [in Russian].
8. Balandin, G.F. & Vasil'ev, V.A. (1971). Fiziko-himicheskie osnovy litejnogo proizvodstva [Physicochemical Foundations of Foundry]. Moskow: Mashinostroenie. [in Russian].
9. Zhuhovickij, A.A. & Shvarcman, L.A. Fizicheskaja himija [Physical chemistry] . Moskow: Metallurgija [in Russian].
Пристатейна бібліографія ГОСТ
- Воздвиженский В. В., Грачов В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении : учеб. пособие. Москва: Машиностроение. 1984. 432с.
- 2. Любченко А.П. Высокопрочные чугуны. Москва: Металлургия. 1982. 120 с.
- 3. G. Alonso, D. M. Stefanescu, P. Larrañaga & R. Suarez Understanding compacted graphite iron solidification through interrupted solidification experiments. International Journal of Cast Metals Research . 2016. Vol. 29, Issue 1-2. Pр. 2-11.
- 4. Андреев В.В. Физико-химические основы формирования включений графита в высокопрочных чугунках. Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2011. № 1. С.16-22.
- 5. Роль теплофізичних процесів формування структури високоміцних чавунів / В.В. Аулін, В.М. Кропівний, А.В. Кропівна, М.В. Босий, О.В. Кузик. Вісник інженерної академії України. 2017. №3. С.133-137.
- 6. Голод В.М., Савельев К.Д. Вычислительная термодинамика в материаловедении: учеб. пособие . СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2010. 217 с.
- 7. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугунка. Серия «Успехи современного металловедения». Москва: Металлургия. 1972. 160 с.
- 8. Баландин Г.Ф., Васильев В.А. Физико-химические основы литейного производства: учебное пособие для вузов. Москва: Машиностроение. 1971. 224 с.
- 9. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия . Москва: Металлургия. 1987. 688 с.
Copyright (c) 2019 В.М. Кропівний, М.В. Босий, О.В. Кузик, А.В. Кропівна
Термодинамічні процеси при кристалізації і формуванні ліквації у виливках з високоміцного чавуну
Об авторах
В.М. Кропівний, професор, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
М.В. Босий, старший викладач, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
О.В. Кузик, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
А.В. Кропівна, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
Анотація
Ключові слова
Посилання
1. Vozdvizhenskij, V. V., Grachov, V.A. & Spasskij, V.V. (1984). Litejnye splavy i tehnologija ih plavki v mashinostroenii [Foundry alloys and their melting technology in mechanical engineering]. Moskow: Mashinostroenie [in Russian].
2. Ljubchenko, A.P. (1982). Vysokoprochnye chuguny [High-strength Cast Iron]. Moskow: Metallurgija [in Russian].
3. Alonso, G., M. Stefanescu, D., Larrañaga, P. & Suarez, R. (2016). Understanding compacted graphite iron solidification through interrupted solidification experiments. International Journal of Cast Metals Research, Vol. 29, is. 1-2, Pp. 2-11 [in English].
4. Andreev, V.V. (2011). Fiziko-himicheskie osnovy formirovanija vkljuchenij grafita v vysokoprochnyh chugunkah [Physical and chemical basics of graphite inclusions formation in high-strength cast iron]. Vestnik MGTU im. G. I. Nosova – Vestnik MSTU named after G.I. Nosov, 1, 16-22 [in Russian].
5. Aulin, V.V., Kropivnyj, V.M. , Kropivna, A.V., Bosyj, M.V. & Kuzyk, O.V. (2017). Rol' teplofizychnykh protsesiv formuvannia struktury vysokomitsnykh chavuniv [The role of thermophysical processes in the formation of the structure of high-strength cast irons] . Visnyk inzhenernoi akademii Ukrainy – Bulletin of Engineering Academy of Ukraine, 3, 133-137 [in Ukrainian].
6. Golod, V.M. & Savel'ev, K.D. (2010). Vychislitel'naja termodinamika v materialovedenii [Computational thermodynamics in materials science]. SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta [in Russian].
7. Bunin, K.P. & Taran, Ju.N. (1972). Stroenie chugunka. Serija «Uspehi sovremennogo metallovedenija» [The structure of the iron. Series "Successes in modern metal science"]. Moskow: Metallurgija [in Russian].
8. Balandin, G.F. & Vasil'ev, V.A. (1971). Fiziko-himicheskie osnovy litejnogo proizvodstva [Physicochemical Foundations of Foundry]. Moskow: Mashinostroenie. [in Russian].
9. Zhuhovickij, A.A. & Shvarcman, L.A. Fizicheskaja himija [Physical chemistry] . Moskow: Metallurgija [in Russian].
Пристатейна бібліографія ГОСТ
- Воздвиженский В. В., Грачов В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении : учеб. пособие. Москва: Машиностроение. 1984. 432с.
- 2. Любченко А.П. Высокопрочные чугуны. Москва: Металлургия. 1982. 120 с.
- 3. G. Alonso, D. M. Stefanescu, P. Larrañaga & R. Suarez Understanding compacted graphite iron solidification through interrupted solidification experiments. International Journal of Cast Metals Research . 2016. Vol. 29, Issue 1-2. Pр. 2-11.
- 4. Андреев В.В. Физико-химические основы формирования включений графита в высокопрочных чугунках. Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2011. № 1. С.16-22.
- 5. Роль теплофізичних процесів формування структури високоміцних чавунів / В.В. Аулін, В.М. Кропівний, А.В. Кропівна, М.В. Босий, О.В. Кузик. Вісник інженерної академії України. 2017. №3. С.133-137.
- 6. Голод В.М., Савельев К.Д. Вычислительная термодинамика в материаловедении: учеб. пособие . СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2010. 217 с.
- 7. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугунка. Серия «Успехи современного металловедения». Москва: Металлургия. 1972. 160 с.
- 8. Баландин Г.Ф., Васильев В.А. Физико-химические основы литейного производства: учебное пособие для вузов. Москва: Машиностроение. 1971. 224 с.
- 9. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия . Москва: Металлургия. 1987. 688 с.
Copyright (c) 2019 В.М. Кропівний, М.В. Босий, О.В. Кузик, А.В. Кропівна