Материаловедение | |
Название | Повышение эффективности модифицирования слитков из алюминиевого сплава АК7 поочередно действующими бегущим и вращающимся магнитными полями |
DOI | 10.17580/tsm.2021.08.07 |
Автор | Хрипченко С. Ю., Долгих В. М. |
Информация об авторе | Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН, Пермь, Россия: С. Ю. Хрипченко, ведущий научный сотрудник, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: khripch@icmm.ru |
Реферат | В последнее время для улучшения качества и структуры слитков, получаемых из алюминиевых сплавов при полунепрерывном литье, предлагается применять так называемое двунаправленное магнито-гидродинамическое перемешивание (МГД-перемешивание). В этом случае бегущее и вращающееся магнитные поля непрерывно воздействуют на поступающий в теплую верхнюю часть кристаллизатора металл и создают в нем вертикальное и азимутальное перемешивающее течение. Однако при реализации такого процесса не удается получить осесимметричное течение, что важно для формирования слитка, состоящего из полоидальной и тороидальной моды вследствие перекрестного взаимодействия бегущего и вращающегося магнитных полей. Рассмотрена возможность симметризовать течение путем поочередного воздействия на кристаллизующийся металл вращающимся и бегущим магнитными полями. При поочередном включении этих полей исключается их взаимодействие. Описаны эксперименты по влиянию на кристаллизующийся алюминиевый сплав АК7 непрерывно и одновременно действующих бегущего и вращающегося магнитных полей, а также по их поочередному воздействию. Исследования показали, что измельчение зеренной структуры кристаллизовавшегося сплава проводится главным образом тороидальным течением, генерируемым вращающимся магнитным полем. Полоидальное течение, вызываемое бегущим магнитным полем и добавляемое к тороидальному, ведет к укрупнению зерна. Также установлено, что при поочередном включении бегущего и вращающегося магнитных полей, воздействующих на кристаллизующийся сплав, возможны режимы, при которых размер зерен (в структуре получаемого слитка) меньше, чем в случае непрерывно воздействующих магнитных полей. Необходимо добавить, что для создания режима поочередного воздействия бегущим и вращающимся магнитными полями расходуется электроэнергии в два раза меньше, чем в случае режима непрерывно действующих магнитных полей. Работа была поддержана грантом РФФИ № 19-48-590001 р_а. |
Ключевые слова | Бегущее магнитное поле, вращающееся магнитное поле, поочередное воздействие, двунаправленное МГД-перемешивание, зеренная структура, алюминиевый сплав, кристаллизация |
Библиографический список | 1. Timofeev V., Khatsayuk M. Theoretical Design Fundamentals for MHD Stirrers for Molten Metals // Magnetohydrodynamics. 2016. Vol. 52, No. 4. P. 495–506. 11. Räbiger D., Leonhardt M., Eckert S., Gerbeth G. Flow control during solidification of SnPb-alloys using time-modulated AC magnetic fields // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2011. Vol. 27. DOI: 10.1088/1757-899X/27/1/012053. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |