مدل سازي رياضي فرآيند ريخته گري نيمه جامد توسط سطح شيب دار

Mathematical Modeling of Semi-Solid Processing using Inclined Cooling Plate

در تحقيق حاضر مدل رياضي به منظور بررسي فرآيند ريخته گري نيمه جامد با استفاده از تكنيك سطح شيبدار براي آلي اژ ها ي با دامنه انجماد مختلف توسعه يافت. مدل رياضي مورد نظر بر مبناي جريان مذاب و انتقال حرارت همراه با انجماد دو چدن پركروم از روي يك سطح شيب دار مجهز به سيستم تبريدي آبگرد مورد تحقيق و بررسي قرار گرفت. براي شبيه سازي حركت سيال نيمه جامد از الگوريتم ويژه اي براي تعيين ويسكوزيته سيال در دو منطقه ن يمه جامد و نيمه مذاب در دامنه انجماد استفاده گرد ي د. همچنين براي تعيين كسر جامد مخلوط نيمه جامد جاري بر روي سطح شيب دار از رابطه جدي دو متفاوت پيشنهاد شده توسط كلاين-كورز بر خلاف روابط مورد استفاده در تحقيقات جاري و همچنين نرم افزار هاي تجاري استفاده گرديد.مقايسه نتايج اوليه بدست آمده از مدل رياضي با تحقيق تجربي انجام گرفته به موازات آن، نشان داد كه زواياي 10 درجه و 15 درجه به ترتيب براي چدن با 14 و 24 درصد كروم براي حصول مخلوط نيمه جامد بهينه حدود 25 تا 30 درصد كه توسط محققين ديگر در ريخته گري نيمه جامد و به صورت تجربي بيان شده است, مناسب است.

In this research mathematical modeling of semi-solid processing using inclined cooling plate for alloys of different solidification mode investigated. The present model considers fluid in mushy zone as a non-Newtonian fluid and special algorithm was developed for this kind of flow through mushy zone. For evaluating of solid fraction as a result of chilling power of cooling plate a new and different approach a part from traditional lever and shceil rule, name Clyne-Kurze relation was implemented. Finally results from mathematical modeling were compared to quantitative metallographic examinations using shape factor and good agreement between them found.