بخشی از مقاله
چکیده
یکی از معمول ترین عیوب در شمش های ریخته گی فولادی به خصوص شمش های سنگین، حفرات انقباضی در محور مرکزی شمش می باشد. برای تعیین کردن حفرات انقباضی در این شمش ها از معیار نیاما که یک خروجی معمول و متغیر از نرمافزار های شبیه سازی می باشد، استفاده میکنند. معیار نیاما برابر با نسبت گرادیان حرارتی موضعی به جذر سرعت سرد شدن موضعی می باشد. برای مقادیر نیاما بزرگ هیچ حفره انقباضی تشکیل نمیشود. وقتی مقادیر نیاما به کمتر از یک مقدار بحرانی کاهش مییابد، حفرات انقباضی شروع به تشکیل شدن میکنند. هدف از این پژوهش بررسی معیارهای پیش بینی تشکیل حفرات انقباضی در شمش 1/5 تنی - 1.2344 - H13 می باشد. برای این منظور، ریخته گری و انجماد شمش 1/5 تنی - 1.2344 - H13 به وسیله نرم افزار پروکست شبیه سازی شد و مقایسهی دقیقی برای مرتبط ساختن نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج عملی انجام گرفت. نتایج نشان داد که، مقدار نیامای بحرانی 1 - C°.s - 0/5 /mm بهترین معیار برای پیشبینی حفرات انقباضی میباشد.
مقدمه
امروزه استفاده از قطعات ریختگی در صنایع حساس به مسائل ایمنی، نظیر صنایع اتومبیل سازی و هوا و فضا، نیازمند ایجاد حداکثر قابلیت اعتماد است. از این رو وجود هرگونه عیب با ماهیت اتفاقی باعث تولید قطعاتی نامطلوب می گردد و ممکن است باعث مردود شدن قطعه در مرحله کنترل کیفیت گردد. یکی از متداولترین عیوب ریختگی با ماهیت اتفاقی در قطعات که باعث کاهش شدید قابلیت اعتماد به قطعه می شود، عیب حفرات انقباضی است مهمترین عیوبی انقباضی حین انجماد مطابق شکل-1 عبارتند از: - 1 عیوب خارجی : حفرات انقباضی لوله ای و حفرات سطحی - 2 1 عیوب داخلی : میکرو حفرات و ماکرو حفرات.[1]2 به طور کلی مذاب طی سرد شدن از دمای ریخته گری تا دمای محیط دچار سه نوع انقباض حجمی خواهد شد که به تر تیب عبارتند از: انقباض در حالت مایع - حدود یک درصد حجمی به ازای هر 60 درجه سانتیگراد کاهش دما - ، انقباض در حین انجماد - حدود 3 درصد حجمی در بازه انجماد - که علت آن تغییر آرایش اتمی از یک ساختار فشرده با دامنه نظم کم به یک ساختار فشرده با دامنه نظم زیاد - ساختار کریستالی - میباشد و انقباض در حالت جامد - حدود 7 درصد حجمی از دمای انجماد تا دمای محیط - .[2] شکل-1 انواع حفرات انقباضی در شمش ها.[1] روشهای کنترل عیوب انقباضی در قطعات ریختگی را میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد که عبارتند از: کنترل از طریق طراحی سازهای و کنترل از طریق طراحی فرایند یا طراحی به کمک دیدگاه انجماد جهت دار. در دسته اول از روشها تلاش میشود قطعه به گونهای طراحی شود که پس از انجماد توزیع عیوب در قطعه یکنواخت باشد و یا عیوب در قسمت های غیر حساس قطعه واقع شوند - مانند سر تغذیه - . در روش طراحی فرایند به کمک دیدگاه انجماد جهتدار تلاش میشود قطعهای عاری از عیوب انقباضی تولید شود که برای این منظور از تغذیه گذاری استفاده میشود.
