Вивчення паралельних процесів, які виникають у безперервно литій заготівці під час її твердіння

О. М. Хорошилов$^{1}$, О. С. Подоляк$^{1}$, О. І. Пономаренко$^{2}$

$^{1}$Українська інженерно-педагогічна академія, вул. Університетська, 16, 61003 Харків, Україна
$^{2}$Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, 61002 Харків, Україна

Отримано: 16.04.2021; остаточний варіант - 12.11.2021. Завантажити: PDF

У статті наведено результати дослідження паралельних процесів, що відбуваються у заготівці під час зміни технологічних параметрів безперервного лиття. Виявлено наявність додаткового теплофізичного процесу в заготівці — швидкості росту товщини її корки $\dot{\xi}$ зі зміною частоти її руху $f_{\textrm{рух}}$, звідки випливає, що показники $\dot{\xi}$ є додатковим паралельним процесом. Визначено, що $\dot{\xi}$ і коефіцієнт твердіння $k_{\textrm{тв}}$ є однією і тією ж теплофізичною величиною, звідки випливає, що $k_{\textrm{тв}}$, як і $\dot{\xi}$, не можуть бути постійними величинами, тому що вони знаходяться з тривалістю твердіння $t_{\textrm{тв}}$ в гіперболічній залежності; $k_{\textrm{тв}}$ = const може бути тільки за умови, що приведений радіус заготівки $R_{\textrm{пр}}$ = const для визначення $k_{\textrm{тв}}$ одного і того самого металу або стопу; лише після умови $R_{\textrm{пр}}$ = const можна порівнювати коефіцієнти $k_{\textrm{тв}}$ для різних металів та стопів. Показано, що напрямок руху заготівки під час подолання сили тертя спокою (СТС) впливає на взаємовідносини показників $\dot{\xi}$ та параметра пошкоджуваності $\omega$ відносно показників механічних властивостей $\sigma_{\textrm{тчас}}$ (часового опору розриву) заготівки зі зміною $f_{\textrm{рух}}$: показники $f_{\textrm{рух}}$ знаходяться у прямій пропорційній залежності з показниками $\dot{\xi}$ і не залежать від зміни напряму руху заготівки під час подолання СТС; у випадку поступального руху заготівки процеси $\dot{\xi}$, $\omega$ та $f_{\textrm{рух}}$ знаходяться в оберненій пропорційній залежності відносно показників $\sigma_{\textrm{тчас}}$; у випадку реверсивного руху заготівки процеси $\dot{\xi}$, $\omega$ та $f_{\textrm{рух}}$ знаходяться в прямій пропорційній залежності до $\sigma_{\textrm{тчас}}$; у випадку реверсивного руху заготівки спостерігається зниження параметра пошкоджуваності заготівки в циклі, що дозволяє підвищити показники $\sigma_{\textrm{тчас}}$. Показано, що якщо $f_{\textrm{рух}}$ = const, то зміна швидкості $V_{\textrm{рух}}$ і тривалість руху $t_{\textrm{рух}}$ заготівки в циклі впливають тільки на параметр пошкоджуваності $\omega$ і відповідно на механічні властивості $\sigma_{\textrm{тчас}}$ заготівки. Показники $\omega$ і $\sigma_{\textrm{в}}$ завжди мають обернені пропорційні залежності незалежно від напряму руху заготовки під час подолання СТC.

Ключові слова: коефіцієнт твердіння, швидкість зростання товщини корки заготівки.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i02/0175.html

PACS: 65.40.De, 81.30.Fb, 81.40.Np, 81.70.Bt, 83.10.Tv, 83.85.Ns, 89.20.Kk


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Ю. Н. Работнов, Ползучесть элементов конструкций (Mосква: Наука: 1966).
  2. Л. M. Качанов, Основы механики разрушения (Москва: Наука: 1974).
  3. Л. Сосновский, С. Щербаков, Вісник TNTU. Механіка та матеріалознавство, Спец. випуск, ч. 1: 14 (2011).
  4. Ю. Е. Курбатов, Г. Г Кашеварова, ПНИПУ Международный научно-исследовательский журнал, № 5 (47), ч. 3: 126 (2016). Crossref
  5. В. В. Kуриляк, Г. І. Хімічева, О. М. Хорошилов, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 1: 71 (2019). Crossref
  6. Г. Г. Писаренко, А. В. Войналович, А. Н. Майло, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 2: 261 (2020). Crossref
  7. O. Khoroshilov O. Podolyak, V. Kuryliak, A. Kipensky, and A. Lomakin, 3rd International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange (June 9–12, 2020, Kharkiv, Ukraine).
  8. Д. В. Бреславский, Ю. М. Корытко O. A. Татаринова, O. Н. Хорошилов. Науково-технічний журнал НТУ «ХПІ», № 1: 234 (2008).
  9. Ю. Я. Meшков, С. А. Котречко, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 5: 633 (2019). Crossref
  10. A. A. Рыжиков, Теоретические основы литейного производства (Москва-Свердловск: Машгиз.: 1961).
  11. A. Г. Спасский, Основы литейного производства (Москва: Meталлургиздат: 1950).
  12. O. A. Шатагин, В. T. Сладкоштеев, M. A. Вартазаров, С. M. Козаченко, В. Н. Терехов, Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов (Москва: Металлургия: 1974).
  13. J. Savage, J. Iron Steel Institute, 200 (1962).
  14. В. Я. Любов, Кристаллизация металлов (Mосква: Из-во АН СССР: 1960), с. 35.
  15. O. Khoroshylov, V. Kuryliak, and O. Podoliak, HST, 10, Iss. 2: 217 (2020). Crossref