BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Minh Đức NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐÚC LƯU BIẾN LIÊN TỤC TỚI TỔ CHỨC VÀ TÍNH CHẤT HỢP KIM NHÔM A356 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Hồng Hải TS Phạm Quang Hà Nội - 2015 Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ Đỗ Minh Đức GVHD 1: PGS TS Nguyễn Hồng Hải GVHD 2: TS Phạm Quang LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn PGS TS Nguyễn Hồng Hải TS Phạm Quang - hai thày hướng dẫn tận tình giúp đỡ, bảo động viên suốt trình thực luận án Tôi xin chân thành cám ơn thày, cô thuộc Viện Khoa học kỹ thuật vật liệu, Viện Đào tạo SĐH, đặc biệt PTN-CNVL kim loại tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành thời hạn luận án Tôi xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học kỹ thuật vật liệu ủng hộ trình thực đề tài nghiên cứu phục vụ cho luận án Xin cám ơn anh, chị, bạn đồng nghiệp Viện Khoa học kỹ thuật vật liệu giúp đỡ nhiều việc hoàn thành phần thực nghiệm luận án Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, gia đình người thân động viên để sớm hoàn thành luận án MỤC LỤC Trang KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TĂT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN 15 1.1 Công nghệ bán lỏng 15 1.1.1 Các biện pháp nhằm đạt tổ chức hạt dạng cầu (phi nhánh cây) 16 1.1.2 Các dạng công nghệ bán lỏng 18 1.2 Công nghệ đúc lưu biến 21 1.2.1 Cơ sở lý thuyết 21 1.2.2 Nguồn gốc tính lưu biến 24 1.2.3 Một số nghiên cứu giới 26 1.2.4 Một số công nghệ đúc lưu biến 27 1.3 Công nghệ đúc lưu biến liên tục 30 1.3.1 Cơ sở lý thuyết tạo mầm dị thể 30 1.3.2 Một số nghiên cứu đúc lưu biến sử dụng máng nghiêng làm nguội 34 1.3.3 Một số nghiên cứu đúc lưu biến liên tục sử dụng máng nghiêng làm nguội 36 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Đối tượng nghiên cứu 40 2.1.1 Khái quát nhôm hợp kim nhôm 40 2.1.2 Hợp kim A356 43 2.2 Phương pháp nghiên cứu 44 2.2.1 Nghiên cứu 44 2.2.2 Nghiên cứu công nghệ 46 2.2.3 Phương pháp đánh giá kết 48 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ BẢN VỀ HỢP KIM NHÔM A356 50 3.1 Kỹ thuật thực nghiệm 50 3.1.1 Nấu luyện xử lí hợp kim 50 3.1.2 Rót khuôn chế tạo mẫu 52 3.2 Xác định nhiệt độ chảy lỏng hóa rắn hợp kim A356 53 3.2.1 Phân tích nhiệt vi sai 53 3.2.2 Theo giản đồ pha 54 3.3 Xác định tỷ phần pha rắn 55 3.3.1 Phương pháp xác định tỷ phần pha rắn trình đông đặc 55 3.3.2 Kết thảo luận 57 3.4 Xác định tốc độ nguội tốc độ đông đặc hợp kim A356 61 3.4.1 Đường cong nguội tốc độ nguội hợp kim 61 3.4.2 Tốc độ đông đặc 65 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐÚC LƯU BIẾN LIÊN TỤC 69 4.1 Thiết bị nghiên cứu 4.2 Mô trình đông đặc hợp kim A356 công nghệ đúc lưu biến liên tục 69 72 4.2.1 Phương pháp mô số 73 4.2.2 Mô hình dòng chảy phương pháp tính toán động lực học chất lỏng 73 4.2.3 Phần mềm mô 75 4.2.4 Thiết lập mô hình công nghệ 76 4.2.5 Kết mô thảo luận 80 4.3 Nghiên cứu thực nghiệm trình đông đặc hợp kim A356 công nghệ đúc lưu biến liên tục 90 4.3.1 Quy trình nấu đúc lưu biến liên tục 90 4.3.2 Khảo sát thông số công nghệ 91 CHƯƠNG KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐÚC LƯU BIẾN LIÊN TỤC ĐẾN TỔ CHỨC VÀ CƠ TÍNH CỦA HỢP KIM A356 95 5.1 Tổ chức tế vi 95 5.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ rót 95 5.1.2 Ảnh hưởng thời gian kim loại “lưu trú” máng làm nguội 97 5.1.3 Ảnh hưởng chiều dày đông đặc (chiều dày tấm) 5.2 Cơ tính 102 105 5.2.1 Độ bền kéo mẫu 105 5.2.2 Độ bền kéo 107 KẾT LUẬN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 118 PHỤ LỤC 119 KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Giải thích MHD Khuấy thuỷ động từ (Magnetohydrodynamic stiring) SIMA Kích hoạt pha lỏng ứng suất (Strain Induced Melt Activated) RPM Kết tinh lại nấu chảy phần (Recrystallization and Partial Melting) NRC Phương pháp đúc lưu biến (New Rheo-Casting) MIT Viện Công nghệ Massachusets SSTT Chuyển biến nhiệt bán lỏng (Semi-Solid Thermal Transformation ) CFD Động lực học chất lỏng tính toán (Computational Fluid Dynamics) CAD Thiết kế có hỗ trợ máy tính Ký hiệu τ • Giải thích Ứng suất tiếp (cắt, xê dịch) γ Tốc độ cắt (xê dịch) k Hệ số liên quan đến độ nhớt τγ Ứng suất chảy tĩnh N Tham số η Độ nhớt θ Góc thấm ướt ΔT Số gia nhiệt độ α Dung dịch rắn hoà tan Si β Pha liên kim (Al-Fe-Si) DANH MỤC CÁC BẢNG Ký hiệu Tên bảng Tr Bảng 1.1 Độ nguội cần thiết để tạo mầm nội sinh 32 Bảng 2.1 Thành phần hóa học hợp kim A356 43 Bảng 3.1 Thành phần hóa học hợp kim nghiên cứu 50 Bảng 3.2 Đặc trưng đông đặc hợp kim A356 55 Bảng 3.3 Tỷ phần pha rắn trường hợp đông đặc không cân cân 60 Bảng 4.1 Các thông số nhiệt-lý hợp kim A356 79 Bảng 4.2 Các thông số nhiệt-lý lăn làm nguội (thép SKD) 79 Bảng 4.3 Các thông số công nghệ đúc lưu biến tạo 94 Bảng 5.1 Tham số hình dạng hạt 100 Bảng 5.2 Cơ tính hợp kim A356 106 Bảng 5.3 Tổng hợp giới hạn bền kéo hợp kim A356 107 DANH MỤC CÁC HÌNH Ký hiệu Tên hình Tr Hình 1.1 a) Tổ chức nhánh nhận công nghệ thông thường, b) Tổ chức dạng cầu tròn (phi nhánh cây) nhận công nghệ bán lỏng 15 Hình 1.2 Hành vi xúc biến/thixotropic vật liệu trạng thái bán lỏng 16 Hình 1.3 Các chi tiết ô tô Alfa công ty Stampal 16 Hình 1.4 Phương pháp MIT 17 Hình 1.5 Máy đúc lưu biến 18 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý phương pháp New Rheocasting (NRC) 19 Hình 1.7 Máy ép xúc biến 19 Hình 1.8 Sơ đồ minh họa công nghệ bán lỏng khác 20 Hình 1.9 Quan hệ tốc độ cắt, tỷ phần pha rắn độ nhớt biểu kiến 21 Hình 1.10 Quan hệ ứng suất cắt-tốc độ cắt độ nhớt-tốc độ cắt số dạng hành vi lưu biến 22 Hình 1.11 Hình 1.12 Ứng suất cắt sau quãng nghỉ khác nhau, hợp kim Sn-15%Pb: a) Quan hệ ứng suất cắt góc biến dạng, b) Quan hệ ứng suất chảy thời gian nghỉ Mô hình Cross phù hợp với độ nhớt biểu kiến hợp kim Sn-15% Pb tác giả khác 22 23 Hình 1.13 Sự thay đổi tốc độ cắt ứng suất cắt sau thời gian nghỉ 24 Hình 1.14 Các đường cong chảy thể huyền phù dạng cụm 25 Hình 1.15 Minh họa trình phát triển cấu trúc trình đông đặc có khuấy mạnh: a) mảnh vỡ nhánh ban đầu, b) nhánh phát triển, c) hoa hồng, d) hoa hồng dầy, e) hạt cầu 25 Hình 1.16 Mô hình mô tả trình nhanh chậm cấu trúc vật liệu bán lỏng tốc độ cắt tăng giảm 26 Hình 1.17 Tốc độ cắt nhảy từ đến 100/s sau quãng thời gian nghỉ khác hợp kim Sn-15%Pb với tỷ phần pha rắn 0,36 27 Hình 1.18 Sơ đồ vùng nhiệt độ kim loại thực rót-đúc gần nhiệt độ đường lỏng 28 Hình 1.19 Phương pháp nhiệt trực tiếp a) sử dụng máng nghiêng, b) nhiệt thấp 28 Hình 1.20 Khuôn ống thành mỏng 29 Hình 1.21 Tổ chức tế vi 29 Hình 1.22 Sơ đồ hệ thống thiết bị phương pháp Hong-Nanocasting 30 Hình 1.23 Mặt cắt ngang thỏi đúc 30 Hình 1.24 Năng lượng tự cụm nguyên tử hàm bán kính 31 Hình 1.25 Tạo mầm đồng thể dị thể 32 Hình 1.26 Góc thấm ướt θ mầm vật rắn dị thể 33 Hình 1.27 Hàm f(θ) với góc thấm ướt đặc trưng 33 Hình 1.28 So sánh hai trình tạo mầm đồng thể dị thể 34 Hình 1.29 Sơ đồ thiết bị nghiên cứu T Haga 35 Hình 1.30 Sơ đồ thiết bị nghiên cứu tổ chức tế vi nhận E Cardoso Legoretta Hình ảnh thiết bị tổ chức hợp kim nghiên cứu Y Birol 35 Hình 1.31 36 Hình 1.32 Sơ đồ thiết bị tổ chức tế vi thỏi trường hợp nước làm nguội (hình trên) có nước làm nguội (hình dưới) nghiên cứu H Budiman 36 Hình 1.33 Sơ đồ thiết bị tổ chức tế vi đạt nghiên cứu T Haga 37 Hình 1.34 Sơ đồ công nghệ tính hợp kim với tốc độ kéo khác hợp kim 6111 sau nhiệt luyện chế độ T6 nghiên cứu T Haga 38 Hình 1.35 Sơ đồ thiết bị hình ảnh uốn cong 180o sau cán xuống mm nhiệt luyện chế độ T4 nghiên cứu T Haga 38 Hình 1.36 Máy đúc vận hành nghiên cứu T Haga 39 Hình 1.37 Ứng dụng nhôm ngành công nghiệp mũi nhọn giới 39 Hình 2.1 Các họ hợp kim nhôm 40 Hình 2.2 Giản đồ pha Al-Si dạng tổ chức 41 Hình 2.3 Ảnh hưởng % Si tới tính Silumin (giới hạn bền RM, độ dẻo A5) 42 Hình 2.4 Pha liên kim β (Al-Fe-Si) có dạng hình thô làm giảm đáng kể tính 42 Hình 2.5 Tổ chức dạng hạt nhánh mẫu hợp kim A356 làm nguội với tốc độ 0,6 oC/s 43 Hình 2.6 Tổ chức mẫu hợp kim A356 làm nguội với tốc độ 0,6 oC/s (quan sát vùng tinh) 43 Hình 2.7 Tổ chức tế vi mẫu A356 làm nguội với tốc độ 0,2 oC/s 44 Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống đo ghi nhiệt độ 44 Hình 2.9 Hệ thống đo ghi nhiệt độ kỹ thuật số 44 Hình 2.10 Nguyên lí DTA 45 Hình 2.11 Đường cong DTA 45 Hình 2.12 Sơ đồ phương pháp đo ghi điểm 46 Hình 2.13 Kết đo ghi phân tích nhiệt độ 46 Hình 2.14 Sơ đồ trình mô số 47 Hình 2.15 Hiển vi quang học Leica DM4000M 48 Hình 2.16 Thiết bị thử kéo MTS 809 49 Hình 3.1 Lò nấu điện trở 51 PHỤ LỤC A Phƣơng pháp mô số Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) làm rời rạc hóa miền liên tục phức tạp toán Các miền liên tục chia thành nhiều miền (phần tử, ví dụ dạng tam giác) Các miền liên kết với điểm nút Trên miền này, dạng biến phân tương đương với toán giải xấp xỉ dựa hàm xấp xỉ phần tử, thoả mãn điều kiện biên với cân liên tục phần tử Về mặt toán học, phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng để giải gần toán phương trình vi phân phần (PTVPTP) phương trình tích phân, ví dụ phương trình truyền nhiệt Lời giải gần đưa dựa việc loại bỏ phương trình vi phân cách hoàn toàn (những vấn đề trạng thái ổn định), chuyển PTVPTP sang phương trình vi phân Cạnh Phần tử Nút thường tương đương mà sau giải cách sử Phần tử dạng tam giác dụng phương pháp sai phân hữu hạn,… Phương pháp PTHH không tìm dạng xấp xỉ hàm toàn miền xác định V nó, mà miền Ve (phần tử) thuộc miền xác định hàm Các hàm xấp xỉ biểu diễn qua giá trị hàm (hoặc giá trị đạo hàm) điểm nút phần tử Các giá trị gọi bậc tự phần tử xem ẩn số cần tìm toán Nói chung, phương pháp PTHH phương pháp thích hợp để phân tích toán kết cấu (giải toán biến dạng ứng suất vật thể dạng khối động lực học kết cấu), phương pháp tính động lực học chất lỏng có khuynh hướng sử dụng phương pháp SPHH phương pháp khác (như phương pháp khối lượng hữu hạn) Những toán động lực học chất lỏng thường yêu cầu phải rời rạc hóa toán thành số lượng lớn “ô vuông” điểm lưới (hàng triệu hơn), đòi hỏi cách giải phải đơn giản để xấp xỉ hóa “ô vuông” Điều đặc biệt cho toán dòng chảy ngoài, giống dòng không khí bao quanh xe máy bay, việc mô thời tiết vùng rộng lớn Có nhiều phần mềm phương pháp phần tử hữu hạn, số miễn phí số bán Mô hình dòng chảy phƣơng pháp tính động lực học chất lỏng Phương pháp tính toán động lực học chất lỏng (Computational fluid dynamics, CFD) phương pháp mô dòng chảy chất lỏng, truyền nhiệt, truyền khối, phản ứng hóa 119 học tượng liên quan cách giải phương trình toán học phương pháp số 2.1 Phần tử chất lỏng Một phần tử lòng chất lỏng mô tả thuộc tính chất lỏng thông qua yếu tố sau đây: vận tốc u, áp suất p, khối lượng riêng , lượng E Trong không gian ba chiều phần tử chất lỏng biểu diễn khối hình hộp kích thước x, y z hệ trục tọa độ XYZ Phần tử chất lỏng không gian chiều 2.2 Phƣơng trình đặc trƣng dòng chảy Phương trình dòng chảy biểu diễn phương trình (1): (1) Còn mô hình dòng chảy phần tử khối hữu hạn mô tả hình dưới: Mô hình dòng chảy phần tử khối hữu hạn Đối với trường hợp chất lỏng nén không nén có phương trình liên tục (2) phương trình bảo toàn khối lượng (3): 120 Phương trình liên tục  (  u )  (  v)  0 x y (2) Phương trình bảo toàn khối lượng  (3)    v  Sm t Phương trình áp dụng cho hai trường hợp dòng chảy nén không nén được, đó:  khối lượng riêng,  đạo hàm riêng, t thời gian, v vận tốc, Sm phần khối lượng bổ xung vào dòng liên tục trình chuyển trạng thái (biến đổi pha) Phương trình bảo toàn mômen  (4)  v  (  vv)  p      g  F , t      đó: p áp suất thủy tĩnh,  tensor ứng suất,  g F lực trọng trường lực tác động bên   Tensor ứng suất  cho :    (v  vT )  .vI    (5) đó:  độ nhớt phân tử, I tensor đơn vị Khi thiết lập dạng trao đổi nhiệt ranh giới miền khác ta lựa chọn dạng điều kiện biên để áp đặt sau: Điều kiện nhiệt độ biên không phụ thuộc vào thời gian (Temperature boundrary condition) Khi dòng nhiệt chuyển từ dòng lưu chất (fluid) đến khuôn xác định sau: (6) q  h f (TW  T f )  qrad , đó: hf hệ số trao đổi nhiệt, Tw ,Tf nhiệt độ biên nhiệt độ dòng lưu chất, qrad nhiệt xạ Trao đổi nhiệt miền biên vùng rắn Được tính theo công thức: k (7) q  s (TW  TS )  qrad , n đó: ks hệ số dẫn nhiệt vùng rắn, ∆n khoảng cách từ bề mặt tường đến tâm phần tử rắn Điều kiện truyền nhiệt đối lưu (convection boundary condition) (8) q  h f (TW  TS )  qrad  hext (Text  TW ) , đó: hext hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài, Text nhiệt độ bên Điều kiện truyền nhiệt xạ q  h f (TW  TS )  qrad   ext (T4  TW4 ) , đó: ext hệ số phát xạ nhiệt bên ngoài, σ hệ số Stefan-Boltzemann Điều kiền truyền nhiệt kết hợp đối lưu xạ q  h f (TW  TS )  qrad  hext (Text  TW )   ext (T4  TW4 ) , 121 (9) (10) 2.3 Mô hình k- Mô hình k- có ba dạng, tiêu chuẩn, RNG Realizable Cả ba dạng mô hình tương tự với phương trình cân cho k  Những điểm khác mô hình sau: Phương pháp tính toán độ nhớt dòng rối - Sự phụ thuộc số Prandlt vào khuếch tán k  - Các số hạng sinh phương trình  Mô hình k- cho dòng chảy rối mô hình đầy đủ đơn giản nhất, bao gồm hai phương trình, việc giải độc lập hai phương trình dòng chảy cho phép xác định tốc độ rối tỷ lệ chiều dài độc lập với Là mô hình bán thực nghiệm dựa phương trình dòng chảy rối với lượng động học rối k tỷ lệ khuyếch tán  Mô hình sử dụng hai giả thiết quan trọng sau đây: - Dòng chảy rối hoàn toàn - Bỏ qua ảnh hưởng độ nhớt phân tử Tất mô hình dòng chảy rối xuất phát từ hai phương trình phương trình phương trình động lượng Với dòng chảy rối phương trình viết lại sau:   (  ui )  0 (11) t xi  (  ui )  (  ui u j )    ui u j ui          ij )   (  ui'u 'j ) (12)  ( t xi xi xi  x j xi xi  x j x j với u’i uj’ mạch động (chênh lệch vận tốc tức thời vận tốc trung bình) Hai phương trình không đủ kín để giải tất ẩn (3 ẩn ui ,uj   ui'u 'j ), phải tìm thêm phương trình liên quan để khép kín thành hệ phương trình với ẩn số giải nghiệm Tuỳ theo dạng phương trình thêm vào mà ta có phương pháp khác Trong mô hình k-, phương trình thêm xây dựng sau: Theo giả thiết độ nhớt rối Boussinesq, có phương trình (13)  u u j       k  i ui  ij   ui'u 'j  t  i    x  xi   j xi   (13) Phương trình thể mối quan hệ ứng suất Reynolds   ui'u 'j với biến thiên vận tốc trung bình Để giải phương trình này, người ta khép kín với phương trình có liên quan tới k (năng lượng rối động học) hệ số tổn thất  sau:  ( k )  ( kui )    t xi x j  t    k   (  )  ( ui )    t xi x j  k     Gk  Gb    YM  S k  x j   t        2   C1 (Gk  C3 Gb )  C2   S k k  122 (14) đó: Gk số thể phụ thuộc hình thành lượng rối động học (k) vào biến thiên vận tốc trung bình sau: u j (15) Gk   .u'i u' j xi Gb xác định sau: Gb  g i t T Prt xi , (16) đó: Prt số Prandtl, Gi thành phần gia tốc trọng trường theo phương I,  hệ số giãn nở nhiệt môi trường, YM hệ số thể biến thiên trình giãn nở so với giá trị trung bình, YM  2Mt2 với Mt: số Mach rối, M  t k với a - vận tốc âm a2  t : hệ số nhớt rối,  t  C  k  Các hệ số lại số, có giá trị mặc định sau: C1  1.44; C2  1.92; C  0.09;  k  1.0;    1.3 Kết hợp phương trình trên, với hai phương trình phương trình liên tục phương trình động lượng, ta hệ phương trình khép kín đủ để giải trường phân bố vận tốc Mô hình k- mô hình đơn giản áp dụng với hầu hết toán thông thường với độ xác tốt Tuy nhiên, trường hợp đặc biệt, tính chất dòng bị thay đổi mạnh xuất sóng va, buồng cháy,… việc áp dụng mô hình cho kết không tốt 2.4 Mô hình đông đặc nóng chảy (solidification and melting) Mô hình sử dụng để tính toán mô trình có kết hợp trao đổi nhiệt chuyển pha rắn-lỏng-hơi Công thức tính enthalpy H = h + ∆H , (17) T đó: h  href   c p dT Tref với: href - enthalpy tham khảo, Tref - nhiệt độ tham khảo, Cp - nhiệt dung riêng đẳng áp Ẩn nhiệt kết tinh Ẩn nhiệt kết tinh L lượng lượng cần thiết để thay đổi đơn vị trọng lượng từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn ngược lại Độ biến thiên enthalpy ẩn nhiệt kết tinh vật liệu có mối liên hệ sau: ∆H = β L (18) Độ biến thiên enthalpy thay đổi (rắn) L (lỏng) Trong trường hợp đông đặc hợp kim đa nguyên, nhiệt độ đường lỏng hay đường rắn tính theo lí thuyết: 123 (19) Ở Yi tỷ phần khối lượng chất tan i, mi độ cong bề mặt lỏng Yi Với toán nóng chảy/đông đặc, phương trình lượng viết với H (enthalpy), ρ (tỷ trọng), v (vận tốc) chất lỏng S (năng lượng nguồn) là: (20) Lời giải trường nhiệt độ lời giải lặp phương trình dòng chảy, phương trình lượng phương trình tỷ phần pha lỏng Trở nhiệt biên: Mô hình đông đặc xét tới có mặt khe hở khí thành khuôn kim loại đông đặc, tạo trở nhiệt biên Trở nhiệt xét tới giảm độ dẫn nhiệt chất lỏng gần biên Vì vậy, dòng nhiệt qua biên là: (21) Ở T, Tw, l xác định nêu trên, k hệ số dẫn nhiệt chất lỏng, β tỷ phần pha lỏng Rc trở nhiệt, có đơn vị với nghịch đảo hệ số trao đổi nhiệt Hệ số truyền nhiệt Về mặt lí thuyết, coi vật đúc khuôn tiếp xúc lý tưởng sau rót kim loại lỏng vào khuôn Tuy nhiên kim loại nóng chảy đông đặc tạo thành khe hở chúng Khe hở chủ yếu hình thành chuyển động tương đối, biến dạng co giãn vật đúc khuôn Chiều rộng vị trí khe hở ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt vật đúc khuôn, dẫn tới ảnh hưởng đến trình đông đặc vật đúc Vị trí khe hở chiều rộng xác định xác phần hình học, hình dạng vật đúc đơn giản, dự báo từ trình mô Tỷ phần pha lỏng β tính sau: T  Tsolidus , TS TL (22)  Tliquidus  Tsolidus β = T TS (19) β = T TL Phương trình (22) gọi “qui tắc đòn bẩy” để tính tỷ phần pha Còn phương trình lượng viết sau:  (23) (  H )  .(  vH )  .(k T )  S , t đó: H - enthanpy, ρ - khối lượng riêng, v - vận tốc, S - entropy Các phần mềm mô 124 3.1 Phần mềm ABAQUS Hiện ABAQUS phần mềm dùng để mô dựa phương pháp phần tử hữu hạn, phạm vi giải vấn đề từ phân tích tuyến tính tương đối đơn giản đến vấn đề mô phi tuyến tính phức tạp ABAQUS có thư viện phần tử phong phú, mô hình dạng thực tế Đồng thời sở liệu mô hình vật liệu mô đại đa số tính vật liệu kết cấu điển hình, bao gồm kim loại, cao su, vật liệu cao phân tử, vật liệu phức hợp, bê tông cốt thép, đá đất ABAQUS không giải vấn đề phân tích kết cấu (ứng suất/chuyển vị), mà có khả mô nghiên cứu vấn đề lĩnh vực truyền nhiệt, khoáng sản, phân tích âm thanh, điện tử, phân tích học thổ nhưỡng, phân tích học môi trường điện áp ABAQUS phần mềm mang tính thương mại cao, thân thiện với người sử dụng, tương đối đơn giản Bài toán phức tạp dễ dàng thiết lập mô hình Ví dụ công trình có nhiều phận phức tạp thông qua định nghĩa mô hình vật liệu, hình dạng hình học phận, sau lắp ghép chúng lại với để tạo thành khối hoàn chỉnh Trong đa số toán phân tích mô toán phi tuyến tính bậc cao, người dùng cần cung cấp hình dạng hình học, tính vật liệu, điều kiện biên trường hợp tải trọng kết cấu tiến hành phân tích Trong phân tích phi tuyến tính, ABAQUS có khả lựa chọn lượng tăng tải phù hợp độ xác hội tụ Không có khả lựa chọn tham số này, mà có khả trình phân tích không ngừng điều chỉnh tham số để thu hiệu giải cao mà không cần can thiệp người dùng Abaqus phần mềm tính toán phần tử hữu hạn (FEM) mạnh viết phát triển Hibbitt, Karlsson Sorensen Các đặc điểm Abaqus: - Có khả tính toán tĩnh tính toán động lực - Có khả mô hình dạng phức tạp với vật rắn (cả 2D 3D) - Có thư viện phần tử rộng lớn - Có thể mô va chạm động phức tạp vật rắn - Có thư viện vật liệu tiến bao gồm số vật rắn đàn hồi, đàn-dẻo, vật xốp bọt biển, bêtông, đất, vật liệu dẫn điện, v.v - Có khả giả lập nhiều tượng quan trọng như: dao động, âm học, bất ổn định, v.v 3.2 Phần mềm FLUENT Khả mô hình hóa tượng vật lý FLUENT sở phương pháp tính động lực học dòng chảy (Computational fluid dynamics, CFD) ứng dụng rộng khắp lĩnh vực công nghiệp: từ dòng chảy không khí qua cánh máy bay đến cháy lò, từ thiết kế phòng đến nhà máy xử lý nước thải Phần mềm có khả mô hình hóa động cơ, đường đạn, máy thiết bị tuốc-bin, hệ đa pha Phương pháp tính động lực học dòng chảy phương pháp khoa học để giải phương trình toán học mô tả tượng vật lý công cụ máy tính CFD cho phép dự đoán tính chất dòng chảy, biến đổi khối lượng (khi hoà tan phân huỷ), chuyển pha (đông đặc hóa hơi), phản ứng hoá học (sự cháy, ), chuyển động học (quạt 125 quay,…), ứng suất biến dạng kết cấu rắn nhiều vấn đề vật lý liên quan Đối với kỹ sư khí, kỹ sư thuỷ điện, tiếp cận chương trình mô cách xác dòng chảy tuốc-bin, dòng chảy đường ống áp lực tốt Nó cầu nối thí nghiệm mô hình lý thuyết thông qua hệ thống siêu máy tính máy tính cá nhân giúp hiểu rõ trình vận động dòng chảy tương tác lý thuyết học chất lỏng, chất khí a Các tính đặc trưng phần mềm Lưới, số hóa xử lý song song FLUENT sử dụng công nghệ lưới không cấu trúc, nghĩa lưới bao gồm phần tử hình dạng khác lưới tứ giác tam giác cho mô 2D lưới lục diện, tứ diện, đa diện, lăng trụ kim tự tháp cho mô 3D (hình 4.11) Mô số khả tính toán đảm bảo cho FLUENT có kết xác Truyền nhiệt, chuyển pha xạ Truyền nhiệt thường kèm với nhiều dòng chảy FLUENT đề xuất chuỗi giải pháp toàn diện cho phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu xạ Các khả thân thiện khác kết hợp với truyền nhiệt bao gồm mô hình cho chất khí, chất lỏng nén được, trao đổi nhiệt, vỏ dẫn, khí thực dòng chảy nhớt Động lực học lưới di chuyển Các dạng lưới dùng Fluent Trong FLUENT, lưới động có khả đáp ứng yêu cầu thay đổi ứng dụng, bao gồm dòng chảy ống, van tách lớp bình chứa “store separation” Lưới động sử dụng với mô hình khác bao gồm chuỗi mô hình dòng phun, mô hình đốt cháy mô hình nhiều pha bao gồm mặt tự dòng chảy nén FLUENT cung cấp lưới trượt mô hình lưới khác chứng minh qua hệ thống ống, bơm cấu máy móc Xử lý kết Công cụ xử lý kết hay gọi hậu xử lý FLUENT dùng để tạo giao diện đồ họa đầy đủ, hình động đồ thị để có kết tốt, trực quan Mặt phẳng bóng suốt, đường dẫn, sơ đồ vectơ, sơ đồ đường bao, biến trường định nghĩa dựng cảnh theo nhu cầu người sử dụng khả đặc trưng mà công cụ hậu xử làm Dữ liệu giải xuất gói đồ họa thứ ba, tới công cụ CAD khác để tiếp tục phân tích Chảy rối âm học 126 FLUENT cung cấp khả vô song mô hình chảy rối, ví dụ vài phiên mô hình k-epsilon kinh điển, mô hình k-omega, mô hình ứng suất Reynolds (RSM) Ngày nay, với việc máy tính ngày mạnh, giá thành hạ, làm mô hình mô xoáy lớn (LES) lựa chọn hấp dẫn cho mô công nghiệp Với âm học, FLUENT tính toán kết độ ồn từ dao động áp suất không bình ổn Đa pha FLUENT đứng đầu công nghệ mô hình đa pha Có nhiều cách khác cho phép kỹ sư quan sát bên thiết bị khó để khảo sát FLUENT sử dụng mô hình đa pha Eulerian với tập hợp riêng rẽ phương trình chất lỏng để tác động sâu vào chất lỏng pha tiết kiệm kết hợp mô hình lại với Một số mô hình đa pha khác có chuẩn FLUENT với nhiều ứng dụng cánh bơm, chất lỏng Dòng phản ứng Mô hình phản ứng hóa học, đặc biệt điều kiện chảy rối, quan tâm đặc biệt đặc trưng ưu việt phần mềm FLUENT từ giai đoạn phần mềm hình thành Những mô hình FLUENT khái niệm triệt tiêu xoáy, mô hình chuẩn triệt tiêu xoáy Các mô thể khí, than đá nhiên liệu xăng cháy giải Phần mềm có mô hình để dự báo cho hình thành SOx hình thành NOx phá hủy b Khả phần mềm Phần mềm FLUENT có khả giải toán sau: - Dòng 2D, 3D đối xứng, tọa độ trục dòng 3D - Dòng tĩnh hay dòng tức thời (phụ thuộc vào thời gian hay không) - Dòng nén hay không nén đựơc vận tốc (low subsonic, transonic, supersonic hypersonic flows) - Dòng nhớt, dòng tầng, dòng rối - Chất lỏng Newton hay không Newton - Trao đổi nhiệt, tán xạ, xạ - Các đặc tính phản ứng hỗn hợp hóa học, trình nổ, cháy,… - Dòng nhiều pha liên tục (lỏng-khí, lỏng-lỏng) - Dòng gồm pha liên tục pha liên tục (lỏng-rắn ) - Mô hình lỗ hổng - Sự thay đổi pha: nóng chảy, đông đặc,… - Mô hình màng thấm, lọc,… - Mô hình quạt, bơm, động tuabin,… - Mô hình chuyển động - Mô hình số - Nghiên cứu tính ổn định không ổn định khung, bể, - Mô ảnh hưởng liên quan roto-stator, biến đổi momen cấu máy móc với thay đổi điều kiện tác động xoáy,… 127 - Mô chuyển động biến dạng cho lưới động lực học - Đo thể tích khối lượng, xung lượng, nhiệt lượng thành phần hóa học, đặc tính vật liệu - Ngòai nhiều tính khác giới thiệu tài liệu riêng - Nói chung Fluent chương trình lý tưởng phù hợp để mô dòng nén không nén khối hình học phức tạp 3.3 Phần mềm GAMBIT Phần mềm GAMBIT môđun xây dựng mô hình hình học tạo lưới FLUENT Giao diện đơn GAMBIT cho phép đồng thời xây dựng mô hình hình học tạo lưới Là công cụ tiên tiến cho phép chỉnh sửa thiết kế lại mô hình trước cho nghiên cứu tham số hóa GAMBIT tổ hợp tính tương thích với CAD, làm mô hình hình học, công cụ phân tích công cụ chia lưới, tạo nên đường dẫn hiệu từ CAD tới công cụ chia lưới chuyên dụng CFD Là công cụ tiên tiến cho phân tích kỹ thuật, GAMBIT cung cấp số công cụ xây dựng mô hình hình học chia lưới giao diện thân thiện với người dùng có tính tích hợp cao, linh hoạt Với GAMBIT, nhiều ứng dụng, thời gian cần thiết cho tiền xử lý giảm đáng kể Hầu mô hình xây dựng GAMBIT, nhập vào từ CAD/CAE Sử dụng công nghệ phủ hình học ảo công cụ làm mô hình, mô hình hình học nhập vào nhanh chóng chuyển đổi vào miền dòng chảy cách phù hợp Một tập hợp công cụ chia lưới tự động hóa cao theo kích thước phần từ đảm bảo lưới tốt cho dù là lưới có cấu trúc, nhiều khối, không cấu trúc, hay lai tạo Số lượng đầu vào (input file) CAD phong phú có GAMBIT cho phép nhập vào mô hình hình học vào môi trường chia lưới GAMBIT có công cụ chia lưới chuyên cho lớp biên cho phép tối ưu hóa lưới bề mặt tường ngăn, vỏ để hỗ trợ mô CFD cách tốt Các tính sản phẩm - Dễ sử dụng: Giao diện đơn GAMBIT cho phép đồng thời xây dựng mô hình hình học tạo lưới, có hầu hết công nghệ tiền xử lý FLUENT môi trường - Tính tích hợp CAD CAE: GAMBIT nhập vào mô hình hình học phần mềm định dạng Parasolid, ACIS, STEP, IGES file gốc CATIA V4/V5 Khả mô hình chấp nhận dung sai hàn gắn mô hình hình học tự động tạo nên mô hình hình học gắn kết lúc mô hình nhập vào Gần phần mềm có khả kết nối với CAD Solidworks, Pro/ENGINEER, NXT - Mô hình hóa nhanh: GAMBIT cung cấp tập hợp gọn nhẹ mạnh mẽ công cụ mô hình hóa hình học Sử dụng công cụ xuất miền dòng chảy từ hình học nhập vào phân chia thông qua toán tử Boole đơn giản - Làm mô hình CAD: Công cụ làm bán tự động GAMBIT sử dụng để chỉnh sửa chuẩn bị hình học cho công đoạn chia lưới chất lượng cao Lỗ thủng, mặt trùng nhau, đặc điểm nhỏ, góc nhọn, tìm nhanh công cụ phong phú cho phép giải vấn đề 128 - Chia lưới thông minh: Các toán CFD khác yêu cầu kiểu chia lưới khác nhau, GAMBIT cung cấp lựa chọn gói phần mềm Công cụ chia lưới GAMBIT cho phép chia mô hình hình học thành lưới lục diện có cấu trúc lưới lục diện cách tự động Lưới tam giác lưới tứ diện tạo độc lập môi trường, với hệ tọa độ Đề các, lưới hình kim tự tháp đường bao mô hình ghép để chia lưới tự động phân loại kích thước cho phù hợp với dạng cong lỗ hổng nhỏ GAMBIT xây dựng để tự động chia lưới kết hợp với điều khiển người dùng 129 PHỤ LỤC B Bảng kết đo nhiệt độ hai điểm: thành khuôn t (s) A356 625-200-45 A356 650-300-45 A356 675-200-45 A356 675-200-60 6061 650-300-45 Ttâm Tthành Ttâm Tthành Ttâm Tthành Ttâm Tthành Ttâm Tthành 5.65E+02 4.01E+02 5.94E+02 5.86E+02 5.59E+02 5.47E+02 5.85E+02 5.02E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.59E+02 4.08E+02 5.91E+02 5.81E+02 5.53E+02 5.38E+02 5.71E+02 5.20E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.57E+02 4.14E+02 5.79E+02 5.76E+02 5.48E+02 5.34E+02 5.66E+02 5.18E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.56E+02 4.19E+02 5.64E+02 5.64E+02 5.44E+02 5.31E+02 5.63E+02 5.18E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.56E+02 4.22E+02 5.54E+02 5.52E+02 5.42E+02 5.28E+02 5.62E+02 5.26E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.56E+02 4.24E+02 5.42E+02 5.41E+02 5.40E+02 5.24E+02 5.61E+02 5.28E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.55E+02 4.27E+02 5.38E+02 5.36E+02 5.36E+02 5.20E+02 5.61E+02 5.33E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.55E+02 4.30E+02 5.34E+02 5.32E+02 5.31E+02 5.16E+02 5.61E+02 5.36E+02 4.57E+02 3.01E+02 5.54E+02 4.32E+02 5.31E+02 5.28E+02 5.27E+02 5.13E+02 5.61E+02 5.37E+02 4.57E+02 3.01E+02 10 5.53E+02 4.34E+02 5.28E+02 5.25E+02 5.24E+02 5.08E+02 5.61E+02 5.40E+02 4.57E+02 3.01E+02 11 5.52E+02 4.36E+02 5.26E+02 5.23E+02 5.24E+02 5.05E+02 5.61E+02 5.45E+02 4.57E+02 3.01E+02 12 5.52E+02 4.37E+02 5.24E+02 5.21E+02 5.24E+02 5.03E+02 5.61E+02 5.45E+02 4.57E+02 3.01E+02 13 5.51E+02 4.37E+02 5.23E+02 5.20E+02 5.24E+02 5.00E+02 5.60E+02 5.45E+02 4.57E+02 3.03E+02 14 5.51E+02 4.37E+02 5.22E+02 5.19E+02 5.24E+02 4.99E+02 5.60E+02 5.45E+02 4.57E+02 3.06E+02 15 5.50E+02 4.38E+02 5.22E+02 5.19E+02 5.22E+02 4.97E+02 5.60E+02 5.45E+02 4.62E+02 3.06E+02 16 5.50E+02 4.38E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.21E+02 4.95E+02 5.60E+02 5.46E+02 4.68E+02 3.07E+02 17 5.50E+02 4.38E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.21E+02 4.95E+02 5.60E+02 5.46E+02 4.74E+02 3.07E+02 18 5.50E+02 4.41E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.20E+02 4.94E+02 5.60E+02 5.46E+02 4.76E+02 3.07E+02 19 5.50E+02 4.46E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.19E+02 4.94E+02 5.60E+02 5.46E+02 5.04E+02 3.09E+02 20 5.50E+02 4.48E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.18E+02 4.93E+02 5.60E+02 5.46E+02 5.32E+02 3.10E+02 21 5.50E+02 4.50E+02 5.21E+02 5.19E+02 5.18E+02 4.93E+02 5.60E+02 5.43E+02 5.44E+02 3.10E+02 5.51E+02 4.52E+02 5.21E+02 5.20E+02 5.18E+02 4.93E+02 5.60E+02 5.40E+02 5.45E+02 3.10E+02 5.51E+02 4.53E+02 5.21E+02 5.20E+02 5.18E+02 4.90E+02 5.60E+02 5.41E+02 5.50E+02 3.12E+02 5.51E+02 4.54E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.18E+02 4.90E+02 5.60E+02 5.42E+02 5.26E+02 3.14E+02 5.51E+02 4.56E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.18E+02 4.89E+02 5.60E+02 5.44E+02 5.24E+02 3.16E+02 22 23 24 25 130 26 27 28 29 30 31 32 5.52E+02 4.57E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.17E+02 4.88E+02 5.60E+02 5.46E+02 5.23E+02 3.19E+02 5.52E+02 4.58E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.17E+02 4.87E+02 5.60E+02 5.45E+02 5.21E+02 3.21E+02 5.52E+02 4.59E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.17E+02 4.87E+02 5.60E+02 5.47E+02 5.12E+02 5.52E+02 4.60E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.17E+02 4.87E+02 5.60E+02 5.47E+02 4.99E+02 3.25E+02 5.52E+02 4.61E+02 5.22E+02 5.20E+02 5.16E+02 4.84E+02 5.60E+02 5.47E+02 4.90E+02 3.28E+02 5.52E+02 4.62E+02 5.22E+02 5.19E+02 5.16E+02 4.83E+02 5.60E+02 5.49E+02 4.78E+02 3.29E+02 5.52E+02 4.63E+02 5.22E+02 5.19E+02 5.16E+02 4.82E+02 5.60E+02 5.49E+02 4.66E+02 3.30E+02 3.24E+02 Bảng kết thử kéo 625-200 F 650-200 675-200 F 700-200 F F 650-300 675-300 F F 700-300 F 15.509 0.43 0.484 0.006 0.685 0.009 0.322 0.005 0.457 0.006 0.575 0.007 0.535 0.006 15.701 0.452 1.92 0.028 2.109 0.03 1.61 0.025 1.889 0.028 2.017 0.029 1.862 0.028 15.904 0.475 3.373 0.05 3.69 0.053 3.10 0.049 3.393 0.051 3.434 0.051 3.283 0.051 16.098 0.497 4.736 0.073 5.238 0.076 4.48 0.071 4.839 0.074 4.913 0.074 4.617 0.073 16.152 0.521 5.982 0.097 6.688 0.098 5.82 0.096 6.252 0.097 6.289 0.096 5.791 0.095 16.471 0.54 7.063 0.12 8.044 0.122 6.96 0.120 7.438 0.117 7.604 0.119 6.578 0.11 16.680 0.563 7.77 0.14 9.038 0.143 7.73 0.138 8.323 0.135 8.425 0.135 7.859 0.136 17.073 0.586 8.48 0.157 9.744 0.159 8.56 0.157 9.565 0.161 9.719 0.162 8.854 0.158 17.259 0.609 9.413 0.184 10.731 0.185 9.53 0.185 10.382 0.185 10.724 0.184 9.717 0.18 17.434 0.631 10.05 0.209 11.528 0.21 10.2 0.207 11.062 0.208 11.529 0.206 10.533 0.203 17.602 0.655 10.58 0.229 12.135 0.231 10.8 0.230 11.767 0.237 12.334 0.231 11.339 0.231 17.753 0.677 11.057 0.253 12.749 0.255 11.4 0.254 12.356 0.262 13.073 0.259 12.016 0.26 17.893 0.699 11.516 0.276 13.304 0.281 11.9 0.280 12.848 0.286 13.649 0.285 12.552 0.284 18.043 0.72 11.936 0.302 13.783 0.308 12.3 0.306 13.273 0.309 14.14 0.309 13.011 0.305 18.175 0.742 12.343 0.328 14.173 0.333 12.7 0.330 13.663 0.332 14.551 0.333 13.429 0.33 18.305 0.764 12.685 0.352 14.526 0.356 13.0 0.353 14.033 0.355 14.941 0.356 13.806 0.352 18.445 0.787 12.976 0.376 14.848 0.378 13.3 0.375 14.381 0.377 15.298 0.378 14.17 0.375 18.576 0.807 13.238 0.397 15.149 0.399 13.6 0.399 14.688 0.4 15.633 0.399 14.481 0.396 18.712 0.83 13.485 0.418 15.435 0.423 13.8 0.420 14.973 0.423 15.937 0.422 14.791 0.419 18.856 0.852 13.706 0.441 15.697 0.445 14.1 0.443 15.23 0.445 16.223 0.446 15.075 0.442 18.998 0.874 13.918 0.464 15.948 0.468 14.3 0.465 15.499 0.468 16.483 0.468 15.356 0.464 19.138 0.899 14.13 0.485 16.192 0.49 14.5 0.489 15.768 0.489 16.701 0.491 15.615 0.487 19.279 0.921 14.309 0.509 16.42 0.513 14.7 0.510 15.979 0.511 16.918 0.513 15.849 0.51 19.426 0.941 14.479 0.531 16.643 0.535 14.9 0.533 16.196 0.534 17.131 0.536 16.106 0.532 131 19.566 0.963 14.654 0.553 16.86 0.555 15.1 0.555 16.336 0.556 17.331 0.557 16.323 0.553 19.702 0.986 14.807 0.575 17.065 0.58 15.3 0.578 16.503 0.577 17.517 0.579 16.563 0.576 19.831 1.009 14.966 0.596 17.258 0.602 15.5 0.600 16.708 0.599 17.704 0.603 16.78 0.599 19.995 1.031 15.133 0.619 17.456 0.624 15.7 0.622 16.858 0.624 17.892 0.625 16.99 0.621 20.081 1.053 15.307 0.64 17.637 0.647 15.8 0.645 17.013 0.644 18.069 0.646 17.2 0.643 20.192 1.076 15.457 0.664 17.825 0.669 16.0 0.667 17.194 0.667 18.282 0.671 17.406 0.666 20.324 1.098 15.612 0.687 17.99 0.691 16.1 0.689 17.389 0.69 18.457 0.691 17.6 0.688 20.445 1.121 15.77 0.708 18.158 0.712 16.3 0.710 17.549 0.711 18.625 0.711 17.809 0.71 20.567 1.143 15.915 0.731 18.323 0.733 16.4 0.734 17.71 0.735 18.799 0.737 17.987 0.732 20.682 1.165 16.069 0.754 18.479 0.758 16.6 0.757 17.879 0.757 18.927 0.76 18.194 0.754 20.800 1.186 16.22 0.778 18.644 0.78 16.7 0.778 18.036 0.779 19.102 0.78 18.37 0.777 20.902 1.209 16.367 0.799 18.81 0.802 16.9 0.800 18.213 0.801 19.256 0.804 18.554 0.8 21.011 1.232 16.498 0.821 18.941 0.826 17.0 0.823 18.348 0.823 19.416 0.824 18.74 0.823 21.122 1.254 16.635 0.843 19.103 0.846 17.1 0.846 18.495 0.847 19.548 0.846 18.91 0.844 21.214 1.276 16.766 0.865 19.25 0.87 17.3 0.868 18.651 0.867 19.676 0.869 19.079 0.867 21.314 1.299 16.898 0.887 19.381 0.893 17.4 0.889 18.824 0.89 19.778 0.891 19.241 0.889 21.414 1.322 17.028 0.91 19.491 0.914 17.5 0.913 18.978 0.914 19.67 0.915 19.382 0.913 21.519 1.344 17.17 0.933 19.572 0.936 17.6 0.936 19.091 0.936 19.637 0.936 19.515 0.934 21.615 1.365 17.28 0.955 19.684 0.959 17.7 0.955 19.256 0.958 19.431 0.96 2.64 1.029 21.716 1.389 17.389 0.977 19.796 0.98 17.8 0.978 19.376 0.98 4.029 1.027 1.879 0.98 21.811 1.41 17.486 19.866 1.003 17.9 1.00 19.53 1.001 3.849 1.002 1.979 0.997 21.905 1.433 17.56 1.024 19.913 1.027 18.0 1.020 19.661 1.024 4.177 1.023 1.999 1.022 21.996 1.455 17.406 1.046 19.65 1.051 18.1 1.050 19.775 1.046 4.453 1.041 2.001 1.042 22.081 1.477 3.921 1.094 18.744 1.074 18.2 1.070 19.895 1.069 4.697 1.062 1.993 1.059 22.164 1.499 3.949 1.085 5.129 1.158 18.3 1.090 20.021 1.09 4.922 1.081 1.997 1.082 22.229 1.523 3.956 1.11 4.429 1.117 18.4 1.110 19.682 1.114 5.148 1.104 1.998 1.105 22.301 1.546 3.957 1.13 4.81 1.132 18.4 1.130 20.015 1.133 5.303 1.126 1.998 1.127 22.374 1.567 3.964 1.151 5.036 1.154 18.5 1.160 20.316 1.156 5.256 1.15 1.998 1.149 22.410 1.589 3.96 1.169 5.013 1.174 18.5 1.180 20.315 1.18 5.16 1.171 2.005 1.171 7.119 1.612 3.954 1.193 5.012 1.195 18.3 1.200 20.428 1.203 5.038 1.194 2.005 1.194 6.012 1.731 3.966 1.215 5.015 1.217 3.53 1.250 20.508 1.224 4.965 1.217 2.011 1.217 6.111 1.663 3.966 1.238 5.008 1.239 3.65 1.240 20.553 1.247 4.896 1.24 2.013 1.239 6.103 1.676 3.951 1.26 5.008 1.262 3.79 1.270 2.701 1.307 4.829 1.262 2.018 1.261 6.102 1.701 3.957 1.282 5.005 1.285 3.79 1.290 3.542 1.292 4.624 1.285 2.016 1.283 132 133 [...]... lý thuyết của công nghệ đúc lưu biến liên tục cho hợp kim A356, làm rõ mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ, tổ chức tế vi và cơ tính hợp kim - Về công nghệ: Đã xác lập và ổn định các thông số công nghệ của phương pháp đúc lưu biến liên tục để chế tạo tấm mỏng từ hợp kim nhôm; cũng như ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến sự hình thành hợp kim bán lỏng, đến tổ chức tế vi và cơ tính hợp kim • Ý nghĩa... vấn đề công nghệ cần hoàn thiện/phát triển - Tìm hiểu, phân tích và xác định cơ sở lý luận của công nghệ đúc lưu biến liên tục cho hợp kim A356 để thực hiện nghiên cứu cơ bản về hợp kim A356 - Mô hình hóa và mô phỏng số quá trình đông đặc khi đúc lưu biến liên tục hợp kim A356 gồm 2 giai đoạn: đúc lưu biến và đúc liên tục - Xác định các thông số công nghệ cơ bản của quá trình đúc lưu biến – liên tục 5... hỗn hợp rắn-lỏng trực tiếp từ kim loại lỏng mà không cần trục khuấy Xuất phát từ đó, hướng Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đúc lưu biến liên tục đến tổ chức và tính chất của hợp kim nhôm A356 đã được chọn làm đề tài cho luận án NCS 2 Mục đích của đề tài - Khảo sát và xác định các thông số cơ bản của quá trình đông đặc của hợp kim A356 làm cơ sở cho việc nghiên cứu công nghệ đúc lưu biến. .. tượng nghiên cứu công nghệ đúc lưu biến liên tục và làm cơ sở cho việc áp dụng chế tạo tấm hợp kim nhôm - Phạm vi nghiên cứu: quá trình nghiên cứu thực nghiệm phương pháp đúc lưu biến liên tục và áp dụng chế tạo tấm hợp kim nhôm A356 được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm 4 Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp, đánh giá tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ đúc lưu biến liên tục cho hợp kim A356. .. tục Chương 5: Khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ đúc lưu biến liên tục đến tổ chức và cơ tính của hợp kim A356 14 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ bán lỏng Độ nhớt là thông số quan trọng nhất của hợp kim trong công nghệ bán lỏng và phụ thuộc vào tốc độ cắt và thời gian Spencer và các cộng sự [55,56] là những người đầu tiên phát hiện ra hành vi này trong hợp kim bán lỏng vào đầu những năm 70... lưu biến liên tục - Xác định thông số công nghệ đúc lưu biến liên tục áp dụng cho hợp kim nhôm A356 đạt yêu cầu tổ chức tế vi hợp kim có dạng phi nhánh cây, kích thước nhỏ mịn và cơ tính được cải thiện - Ổn định và triển khai áp dụng công nghệ để chế tạo tấm mỏng từ hợp kim nhôm đa ứng dụng trong công nghiệp và đời sống 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: hợp kim nhôm A356 được... thành công công nghệ đúc lưu biến liên tục để đúc tấm mỏng - là công trình nghiên cứu đầu tiên và duy nhất tại Việt nam cho đến thời điểm này 13 8 Bố cục của luận án Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Phụ lục, luận án gồm 5 chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đối tượng, phương pháp và thiết bị nghiên cứu Chương 3: Nghiên cứu cơ bản về hợp kim nhôm A356 Chương 4: Nghiên cứu công nghệ đúc lưu biến liên tục. .. đặc của hợp kim A356, 625-60200 Nhiệt độ, tỷ phần pha rắn và tốc độ đông đặc của hợp kim A356, 625-45200 Nhiệt độ, tỷ phần pha rắn và tốc độ đông đặc của hợp kim A356, 650-45200 Nhiệt độ, tỷ phần pha rắn và tốc độ đông đặc của hợp kim A356, 675-45200 Tốc độ đông đặc của hợp kim A356 trong những điều kiện công nghệ khác nhau Bản vẽ tổng thể thiết bị đúc lưu biến liên tục 66 Hình ảnh tổng thể máy đúc lưu. .. pháp nghiên cứu - Thu thập, tổng hợp các tài liệu đã có về công nghệ bán lỏng của các tác giả trong và ngoài nước Lập luận tổng quan, đánh giá và lựa chọn phương án (công nghệ, thiết bị, vật liệu) thích hợp cho mục đích luận án 12 - Thống kê, tổng hợp các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về đối tượng vật liệu đã lựa chọn cho nghiên cứu - Thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện thiết bị công nghệ. .. Nếu đúc tấm mỏng tốc độ nguội sẽ lớn hơn, tổ chức nhỏ mịn phù hợp với ứng dụng kết cấu, vì vậy xu hướng đúc tấm mỏng trên thế giới đang phát triển mạnh Hiện nay có nhiều công nghệ đúc tấm mỏng khác nhau nhưng công nghệ đúc lưu biến liên tục được các nhà khoa học quan tâm nhiều nhất Công nghệ đúc lưu biến liên tục là công nghệ mới, tiên tiến để tạo ra tấm nhằm giảm thiểu các bước công nghệ sau khi đúc