автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Совершенствование методики расчета литниковых систем для отливок "лопатка ГТД" из никелевых жаропрочных сплавов

На правах рукописи

Чибирнова Юлия Валентиновна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОТЛИВОК «ЛОПАТКА ГТД» ИЗ НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05 16 04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ173387

Рыбинск-2007

003173387

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П А Соловьева»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Щатульский Александр Анатольевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Моисеев Виктор Сергеевич кандидат технических наук Токарев Владимир Адольфович

Ведущее предприятие

ОАО «НПО САТУРН»

Зашита состоится «13» ноября 2007 года в часов на заседании диссертационного совета Д 212 210 01 в ГОУ ВПО «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени ПА Соловьева» по адресу 152934, г Рыбинск, Ярославской обл, ул Пушкина, 53, ауд Г-237

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени ПА Соловьева»

Автореферат разослан « // » ¡ут^М 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Конюхов Б М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие ГТД характеризуется ростом удельных параметров двигателя, уменьшением его массы и увеличением нагрузок на узлы и детали Решение этих задач не возможно без повышения качества и надежности наиболее ответственных деталей двигателя лопаток турбины, изготавливаемых из никелевых жаропрочных сплавов методом литья по выплавляемым моделям Однако на отливках этого типа обнаруживается более десятка различных литейных дефектов Эти дефекты являются следствием множества причин Следовательно, обеспечение требуемых свойств и качества лопаток является главной задачей производства, что достигается правильным выбором материалов и эффективностью применяемых технологических процессов их изготовления

При проектировании технологического процесса литья по выплавляемым моделям в настоящее время используются руководящие материалы или упрощенные методики, что требует последующей корректировки и доводки полученных параметров на опытных отливках. Все это приводит к увеличению сроков подготовки производства и материальных затрат Устранение отмеченных недостатков проектирования технологических процессов литья частично достигается использованием автоматизированных систем В настоящее время на высоком научном уровне решены задачи начального этапа проектирования, а также затвердевания отливки Однако вопросы выбора оптимальных режимов заполнения полости формы расплавом, определяющих основные параметры заливки скорость подвода расплава в форму, температуру заливки и формы и исполняемые размеры литниковой системы, решены недостаточно и требуют проведения исследований

В связи с этим возникает необходимость создания методов проектирования литниковых систем и математических моделей для решения конкретных задач с учетом специфических особенностей литья по выплавляемым моделям с целью обеспечения требуемого качества литых изделий и эффективности технологической подготовки производства

Цель работы. Повышение качества отливок «Лопатка ГТД» за счет выбора оптимальной конструкции, размеров литниковой системы и параметров заливки на основе исследования процесса заполнения полости формы расплавом

Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих основных задач

1 Экспериментальное и теоретическое изучение тепловых и гидродинамических особенностей течения расплава в протяженной полости керамической формы переменного сечения,

2 Построение математической модели процесса заполнения и разработка методики расчета основных параметров,

3 Теоретическое и экспериментальное изучение процесса нагрева литейной формы на стадии ее заполнения расплавом,

4. Разработка методики определения теплофизических свойств литейных никелевых жаропрочных сплавов,

5 Разработка алгоритма и программного обеспечения проектирования литниково-питающих систем для отливок «Лопатка», изготавливаемых методом литья по выплавляемым моделям из никелевых жаропрочных сплавов,

6 Проведение промышленных испытаний и опробования основных результатов исследования и разработанного программного обеспечения

Научная новизна работы.

1 Установлена взаимосвязь между конструкцией литниково-питающей системы, способом подвода расплава, размерами отливки, параметрами заливки и характером появления дефектов

2 Исследованы режимы заполнения полости формы расплавом и установлена область гарантированного заполнения, обусловленная определенными значениями расходов, скоростей и напоров.

3 Определен критерий компактности потока, накладывающий ограничение на значение скорости течения расплава по каналам литниковой системы и полости формы, расхода из ковша

4 Разработана математическая модель процесса заполнения полости формы расплавом, обеспечивающая сокращение появления дефектов на стадии заполнения

5 Разработана методика расчета теплофизических свойств никелевых жаропрочных сплавов в зависимости от химического состава

Практическая значимость работы.

1 Разработана методика расчета литниково-питающей системы и параметров заливки для отливок типа «Лопатка»

2 Разработана методика расчета теплофизических свойств, позволяющая значительно повысить точность при моделировании процесса заполнения полости формы расплавом и затвердевания отливки

Положения, которые составляют основу работы и выносятся на защиту.

1 Критерий компактности потока, полученный на основании анализа партии отливок и проведения экспериментального исследования методами гидромоделирования и численного моделирования, устанавливающий скорость заполнения формы расплавом

2 Математическая модель процесса заполнения полости формы расплавом

3 Методика расчета теплофизических свойств (теплоемкость, теплопроводность, плотность, вязкость), основанная на анализе литературных данных и статистической обработке экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные положения настоящей работы доложены и обсуждены на всероссийской НТК «Новые материалы и технологии, НМТ-2006», Москва, 2006, на международной школе -конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА

имени П А Соловьева, Рыбинск, 2006; на научной конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск, 2007

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ в различных журналах, сборниках научных трудов и прочих изданиях

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников. Изложена на 181 странице машинописного текста, содержит 23 таблицы, 38 рисунков, библиографический список содержит 125 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследования, приведены основные научные положения и результаты, вынесенные на защиту.

В первой главе проведен анализ литературных данных по вопросам1

- условий эксплуатации отливок «Лопатка»,

- методов изготовления отливок «Лопатка»,

- методов расчета заполняемое™ литейных форм расплавом Рассмотрены эмпирические методы, полученные на основе обобщенного производственного опыта, теоретические методы, основанные на результатах моделирования процесса течения расплава на пробах на жидкотекучесть, методы, основанные на оптимизации процессов заливки по критериям качества. Особое внимание уделено анализу современных систем автоматизированного проектирования литейных процессов, рассмотрены их преимущества и недостатки

На основе анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе приведены материалы и методики исследований Исследования проводились на никелевых литейных жаропрочных сплавах, применяемых для изготовления рабочих и сопловых лопаток. Необходимые образцы отливок и форм выполнялись методами литья по выплавляемым моделям согласно серийным технологиям

Моделирование процесса заполнения полости формы расплавом осуществлялось на специально сконструированной установке, включающей заливочное устройство и прозрачные модели форм с изменяющимися размерами пера лопатки за счет специальных вставок Выбор размеров литейной формы и моделирующей жидкости основывался на анализе технологических процессов и теории подобия

Исследование процесса заполнения также проводилось методом математического моделирования с использованием САМ «Полигон» (версия 10) и «ProCast» (версия 2006) Моделирование велось на трехмерных моделях лопаток, построенных в CAD «Umgraphics NX» Параметры заливки задавались аналогичными параметрам заливки реальных блоков

Обработка данных проводилась с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA»

Третья глава посвящена анализу брака отливок, изготавливаемых в производственных условиях, и причинам их возникновения. В работе исследовались лопатки, относящиеся к третьему и четвертому (с внутренней полостью) классу, изготавливаемых с ЛПС II типа.

Согласно данным деятельности литейных цехов, изготавливающих отливки типа «Лопатка» III и IV класса методом литья по выплавляемым моделям с использование ЛПС II типа, основными видами брака являются засор, шлаковые включения, спай, незалив, возникающие на стадии заполнения полости форм расплавом. Усадочные дефекты для подобных отливок, как правило, не характерны. Анализ рентгеновского и ЛЮМ-контроля, проведенный на партии забракованных лопаток, показал, что скопление дефектов в отливках, изготавливаемых с использованием ЛПС II типа, наблюдается в определенных местах, При верхнем подводе расплава наиболее характерно появление дефектов в центральной части пера лопаток и под замком, а при боковом подводе расплава в нижней части пера лопатки и по его тонкой кромке со стороны питателя (рис. 1). Такое расположение дефектов свидетельствует о взаимосвязи между конструкцией литниково-питающей системы, способом подвода расплава, размерами отливки и параметрами заливки.

Рис. 1. Распределение дефектов в отливках III класса (ЛПС II типа) по данным: а) рентгеновского и б) ЛЮМ-контроля

Для выявления причин возникновения дефектов было проведено изучение механизма течения расплава в полости формы методом гидромоделирования и численного моделирования в программных комплексах «Полигон» и «РгоСай», основанное на численном решение уравнения Новье-Стокса.

Изучение механизма заполнения полости формы при верхнем-боковом и верхнем-верхнем подводе расплава к полости формы для лопаток с длиной пера 60 - 200 мм проводилось на прозрачных моделях по методике, приведенной во второй главе. Для лопаток с длиной пера 300-400 мм исследование процесса заполнения велось методом численного моделирования. Расход моделирующей жидкости принимался таким же, что и для реальных блоков и контролировался по времени заливки.

б)

В ходе исследования были получены следующие данные.

При верхнем-боковом подзоде расплава и расходах менее 2 х 10"6 м3/с наблюдается разбиение потока на отдельные фрагменты (рис. 2). При увеличение расхода до 3 * 10"6м3/с отмечается формирование фронта потока вдоль толстой кромки пера лопатки, который впоследствии разбивается на отдельные капли. При расходах более 8хЮ'6м3/с отмечается появление сплошной части потока. Дальнейшее увеличение расхода приводит к росту длины сплошного фронта. При расходах более 50 х 10"6 м3/с возможно увеличение брака по засорам вследствие значительной турбулентности потока. При увеличении длины пера лопатки область формирования сплошного фронта потока сдвигается в сторону больших значений расходов. Однородный поток при верхнем-боковом подводе при длине лопатки 300 — 400 мм может быть получен при расходах более 50*10"6м3/с. Однако повышение расхода, а, следовательно, и скоростей заполнения формы расплавом и турбулентности приводит к повышению уровня брака по засорам.

У»','»

'.'О* *»>

ь. ■ - \ -

#

щ

а)

б)

в)

х10"6м3/с

V > 50 х ] О"6 м3/с

V < 2 хЮ"6м3/с V > 3 х 10'6 м3/с у>: Рис. 2. Характер течения расплава в полости формы при верхнем-боковом подводе: а) экспериментальные данные; б) «Полигон»; в) «РгоСавг» При верхнем-боковом подводе расплава и малых значениях расхода (менее 3 х Ю'6 м3/с) наблюдается раздвоение потока, вероятно, под действием сил поверхностного натяжения и его движение по кромкам пера лопатки с разбиением на капли (рис. 3). При повышении расхода более ЗхЮ"6м/с отмечается появление устойчивого фронта потока. При значениях расхода более 8хЮ"бм3/с длина сплошной части потока возрастает. Однако дальнейшее повышение расхода может приводить к появлению турбулентности, что способствует увеличению брака. При

увеличении длины пера лопатки до 300 мм формирование фронта потока без разрывов достигается при расходах более 30 х 10'6 м3/с. Для лопатки с длиной пера 400 мм однородный фронт потока отмечается при расходах

более 50 х 10"6м3/с.

■

V < 32 х Ю"6м3/с V > 3 х Ю"6 м3/с V > 19,8 х Ю'6м3/с Рис. 3. Характер течения расплава в полости формы при верхнем-верхнем

подводе: а) экспериментальные данные; б) «Полигон»; в) «РгоСавг»

Исходя из полученных данных, можно сделать следующие выводы:

1) для обоих способов подвода металла к отливке наблюдается область гарантированного качественного заполнения, обусловленная определенными значениями расхода, скоростей и напоров;

2) заполнение формы расплавом сплошным потоком при верхнем-верхнем подводе металла наблюдается при меньших значениях расхода и скорости движения потока, чем при верхнем-боковом подводе;

3) использование верхней-боковой и верхней-верхней литниково-питающих систем может быть рекомендовано для лопаток с длиной пера до 200 мм. При длине пера лопатки более 200 мм заполнение формы сплошным потоком расплава возможно только при очень больших значениях расхода и скоростей, что может приводить к увеличению брака по засорам.

Результатом исследования явилась разработка математической модели процесса заполнения полости формы расплавом. Течение расплава в полости формы однозначно описывается системой уравнений Новье-Стокса и неразрывности. Кроме того, при верхнем заполнении формы существенное влияние на характер течения расплава оказывают капиллярные силы между расплавом и твердыми стенками формы, вызывающие появление дополнительного давления, которое создает подъем или понижение уровня жидкости в тонком канале литейной формы. Однако получение

т

аналитического решения этой системы уравнений для отливок типа «Лопатка» является достаточно сложным, поэтому определение параметров заливки проводилось методами подобия и размерностей

Анализ математической модели показывает, что на процесс заполнения полости формы расплавом влияние оказывают геометрические размеры полости формы, свойства расплава (плотность, вязкость, поверхностное натяжение), давление и сила тяжести Приведение системы уравнений к безразмерному виду позволило получить безразмерные комплексы Рейнольдса Re, Фруда Fr и Вебера We, а также критерий компактности потока Lm характеризующий размеры системы

В качестве критерия, характеризующего процесс заполнения, был выбран критерий компактности потока, равный отношению компактной части потока расплава к толщине полости формы, то есть

Ln ~LK0Mn/ бСр, (1)

где L„ - критерий компактности потока, LK0Mn - длина компактной части потока, м, ёср - средняя толщина полости формы, м

Обработка полученных экспериментальных данных проводилась в числах подобия Рейнольдса, Вебера, Фруда. Построение регрессионных уравнений осуществлялась с помощью пакета STATISTICA Из большого числа вариантов были выбраны степенные функции, которые имеют максимальное значение коэффициента детерминации R2 и в большей мере отвечают предъявляемым требованиям и чаще всего используются в практике литейного производства для описания подобных процессов Таким образом, при верхнем-боковом подводе расплава в полость литейной формы для определения длины компактной части потока, а, следовательно, и максимально возможной длины пера лопатки в зависимости от условий заливки может быть рекомендована зависимость-

Ln = 0,39 We&K ол Frs °'32 ReSx 0А (R2 = 0,946) (2)

при условии, что 0,1 < Wea*. < 100 , 0,1 < Fr5< 25 , 300 < Re^ < 10000

При верхнем-верхнем подводе расплава в полость литейной формы зависимость подобная зависимость принимает вид

Ln = 0,5 We&K 0J1 Frs °'33 Re¿bK 0,4 (R2 = 0,962) (3)

при условии, что 0,1 < We^ < 100, 0,1 < Fr¿< 25, 350 < Re^ < 8500

Таким образом, зная геометрические размеры отливки (длину и толщину пера лопатки) можно определить значение Ln, рассчитать по уравнению подобия рекомендуемую скорость течения расплава в полости формы, а, следовательно, определить и значение расхода расплава из ковша при заливке

Для определения работоспособности предложенных математических моделей была проведена экспериментальная проверка, заключающаяся в анализе существующих технологических процессов изготовления отливок типа «Лопатка» в условиях производства.

В процессе этой работы производилось определение реальных параметров заливки, таких как расход, скорость течения расплава, величина напора, и рассчитывалась по предложенным зависимостям длина компактной части потока, которая сравнивалась с длиной пера изготавливаемой лопатки. Контроль качества отливок, включал в себя визуальный контроль, контроль геометрии, люминесцентный и рентгеновский контроль, контроль механических свойств (определение кратковременной и длительной прочности) Полученные результаты представлены в табл 1.

Таблица 1

Влияние условий заливки на уровень брака отливок типа «Лопатка»

Тип Класс Длина компактной Длина пера процент брака

ЛПС Отливки части потока 2-„, реальной лопатки, отливок,

мм мм возникающего на стадии заполнения

40 35 5,3

II III 52 56 9,8

59 78 17,3

45 32 6,8

II IV 63 64 8,4

64 83 15,1

Анализ приведенных данных позволил сделать вывод о том, что полученные зависимости можно рекомендовать для определения и корректировки основных параметров заливки (расхода, скорости и величины напора) при изготовлении отливок Ш и IV классов при использовании литниковой системы II типа, то есть при верхнем заполнении полости формы расплавом.

В четвертой главе приведена обобщенная модель процесса заполнения полости формы расплавом Первая стадия процесса изготовления отливки, а именно, заполнение полости формы расплавом начинается с истечения расплава из ковша, попадания его в литниковую чашу, и, наконец, течение по каналам литейной формы Таким образом, появляется возможность разбить весь процесс на отдельные этапы и описать их математически, накладывая ограничения на основные параметры литья, которые были сформулированы в предыдущей главе При течении расплава по каналам литейной формы происходит изменение скорости течения, протекает процесс теплообмена между расплавом и формой, а, следовательно, изменяются температурные поля расплава и формы Для полного описания процесса заполнения в математической модели были учтены эти особенности и определены значения коэффициентов расхода, коэффициентов теплоотдачи, а также рассчитано температурное поле формы на момент окончания заливки

Таким образом, обобщенная математическая модель заполнения полости формы расплавом представляет собой систему уравнений, которые включают в себя

- уравнения 4 описывают истечение расплава из ковша плавильно-заливочной установки,

- уравнения 5 описывают изменение скорости движения расплава в элементах литниковой системы или полости формы,

- уравнения 6 описывают длину компактной части потока при заполнении полости формы расплавом и накладывают ограничения на значение скорости течения расплава в каналах литниковой системы или полости формы и расход из ковша,

- уравнения 7 описывают падение температуры фронта потока на участках литниковой системы и формы;

- условия 8 накладывают ограничения на температуру фронта потока и формулируют допущения

Допуская, что скорость потока расплава, его физические свойства на 1 участке формы и температура формы постоянны, а передача теплоты от потока расплава происходит только через боковую поверхность полубесконечной формы математическая модель принимает вид

1

п-<р + — У 2

\

у

(4)

1

п

L.=0j9.freJ*-Frr (6.1);

Frr ReJ'4 (6.2)

C1 F

стр ^ рас

t =t

м кои м нач

irr

V100y

i т Л 4

v100y

^ ж Рж У стр

/

= (*,_, -**)/ехр

ЯтЕЧ —

Ксж Рж + w,

2п Ъж 3ТЕЧ

-И.

V и + 1

(7)

tф = Const, tM /у=0/ = = сода?, Г, /у=у] / > fi , (8)

где б/ и 62 - объем металла, вьшивающегося из ковша в единицу времени, м3/с, Я - высота ковша, и, R- радиус ковша, м, « = ю г - текущий угол поворота ковша, рад, г - время заливки, с, k = m tga, т - ctgp, ¡3 - угол наклона стенок ковша по отношению к вертикальной оси, £ - сопротивление системы на i участке заполнения, F, - расход на i участке заполнения, м3/с, Fp - площадь узкого сечения литниково-питающей системы, м2, F, - площадь сечения литниково-питающей системы на i участке, м2, со - угловая скорость поворота ковша, рад/с, wy3 - скорость в узком сечении литниково-питающей системы, м/с; w, - скорость на г участке заполнения формы, м/с, /л, -коэффициент расхода на i участке заполнения, Scmp - площадь поверхности струи, м2, УСтр - объем металла в струе, м3; Тм и Га - температуры расплава и воздуха, К, Ерас - степень черноты расплава, At - падение температуры на участке литейной формы, °С, дтеч - удельная теплота течения расплава, Вт/м2, Mi и Mi - масса металла в элементе литниковой системе и в форме, кг, t3m, tv, 1ф - температуры заливки, кристаллизации и формы начальная, °С, /, - протяженность i элемента заполнения полости формы, м, S, - толщина 1 элемента заполнения формы, м, сж, рж - удельная теплоемкость, Дж/(кг К) и плотность металла, кг/м3 в жидком состоянии, Ьж, Ьф - коэффициенты тепловой аккумуляции металла и формы, (Вт с0,5)/(м2 К),

дтт - ?зал - гфн - относительная температура, а, - коэффициент теплоотдачи на 1 участке формы, Вт/(м2-К)

Пятая глава посвящена определению теплофизических свойств жаропрочных никелевых сплавов плотности, вязкости, теплоемкости, теплопроводности Рассмотрены экспериментальные и теоретические методы определения теплофизических свойств Анализ литературных источников показывает, что имеющиеся в литературе данные относятся к области рабочих температур деталей Тогда как область более высоких температур (выше температур солидуса и ликвидуса сплава) остается практически неисследованной Экспериментальные исследования теплофизических свойств сплавов трудоемки и дорогостоящи В связи с этим возникает необходимость обработки имеющихся данных с целью создания расчетных методик определения плотности, вязкости, теплоемкости, теплопроводности в зависимости от химического состава сплава

Для определения плотности и теплоемкости сплавов в зависимости от химического состава принимались уравнения по правилу аддитивности Для расчета плотности сплавов

Рат = ХС,Л' (9)

м

где рспл, Р> - плотность сплава и i компонента сплава соответственно, кг/м3, С, - содержание i компонента в сплаве Для расчета теплоемкости сплавов

С„„ = !>,С, (10)

м

где Сст, с, - теплоемкость сплава и i компонента соответственно, Дж/(кг К), С, - содержание компонента в сплаве

Расчетная методика нахождения теплопроводности сплава основана на зависимости теплопроводности сплава от его химического состава Статистическая обработка данных по химическому составу и теплопроводности ряда сплавов с использованием пакета STATISTIC А позволила получить регрессионную модель для расчета теплопроводности Коэффициент регрессии R = 0,76 На основе полученных данных была выведена регрессионная модель для определения теплопроводности исследуемых сплавов, которая имеет вид

A = 58,2-2,15[(W + Mofn +(Cr + Co)01A +(Al + Ti)°41], (Ц)

где W, Mo, Cr, Со, Al, Ti - процентное содержание в сплаве вольфрама, молибдена, хрома, кобальта, алюминия, титана соответственно

Данная регрессионная модель справедлива для ряда никелевых жаропрочных сплавов, в которых содержание основных легирующих элементов (%) не превышает определенных пределов

- содержание вольфрама 0 < W < 16,

- содержание молибдена 0,7 < Мо < 6,0,

- содержание хрома 4,9 < Cr < 19,2,

- содержание кобальта 0 < Со < 13,5,

- содержание алюминия 1,4 < А1 < 5,8,

- содержание титана 0,5 < "П < 4,4

Экспериментальное определение кинематической вязкости для некоторых литейных жаропрочных сплавов было проведено капиллярным методом по ГОСТ 8420 - 74 с использованием керамического вискозиметра ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, вместимостью не менее 100 см3 по ГОСТ 9070 -75 Вискозиметр изготавливали по технологии литья по выплавляемым моделям. Статистическая обработка экспериментальных данных с использованием пакета 8ТАТ18Т1СА позволила построить регрессионные уравнения изменения кинематической вязкости от температуры, которые были использованы при реализации математической модели заполнения полости формы расплавом Выбор вида математической модели осуществлялся по максимальному значению коэффициента детерминации К2. Регрессионные модели определения вязкости для некоторых сплавов приведены в табл 2

Таблица 2

Температурные зависимости изменения кинематической вязкости для некоторых жаропрочных сплавов

Сплав Математическая модель Я2

ЖСЗ V = 0,663 Г1,862 0,973

ЖС6К V = 0,676 Г1'855 0,975

ЖС6Ф V = 0,6862'Г1,849 0,979

ЖС26 у = 0,663 Г1'861 0,9763

Определение вязкости также проводилось по уравнению Аррениуса

(12)

где N,иv,- мольная доля и кинематическая вязкость 1 компонента, АН- мольная энтальпия образования сплава

АЯ = ДНт), (13)

/=1

где - мольная доля 1 компонента в сплаве,

ЛНт - мольная теплота плавления элемента, Дж/моль, Я - молярная газовая постоянная, Я = 8,31 Дж/(моль К), Т- температура расплава, К При расчете значений кинематической вязкости для исследуемой группы сплавов по уравнению Аррениуса были получены результаты, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными, что позволяет использовать уравнение Аррениуса для расчета кинематической вязкости сплавов, исходя из термодинамических характеристик входящих в них элементов

Приведенные зависимости для определения плотности, теплоемкости, теплопроводности, вязкости ряда жаропрочных никелевых сплавов могут

быть положены в основу подпрограммы по расчету теплофизических свойств сплавов, исходя из их химического состава Все необходимы данные, как по химическому составу сплавов, так и термодинамические характеристики чистых элементов, входящих в их состав, должны содержаться в базе данных системы моделирования. Использование подпрограммы < по расчету теплофизических свойств в системе моделирования литейных процессов позволит сократить время на подготовку расчетов, связанное с ^поиском необходимых свойств сплавов в справочной литературе, и обеспечит адекватность процесса моделирования

Выводы по работе:

1 Методами физического моделирования проведено изучение характера течения расплава в полости формы литья по выплавляемым моделям для отливок «Лопатка» при верхнем подводе, что позволило доказать влияние характера движения расплава на появление и расположение дефектов в теле отливки и установить область гарантированного заполнения полости формы расплавом, границы которой определены значениями скоростей и напоров

2 На основе обработки экспериментальных и производственных данных по результатам изготовления отливок предложен критерий компактности потока, накладывающий ограничения на значение скорости течения расплава по каналам литниковой системы и полости формы, расход из ковша, что позволяет установить оптимальные режимы заливки форм и сократить вероятность появления дефектов на стадии заполнения полости формы расплавом

3 Разработана оригинальная методика расчета оптимальных параметров заливки и размеров литниково-питающей системы, включающая расчеты истечения расплава из ковша плавильно-заливочной установки, изменения скорости движения расплава в элементах литниковой системы или полости формы, длины компактной части потока, падение температуры фронта потока на участках литниковой системы и формы, а также ограничения на температуру фронта потока и допущения, что обеспечивает сокращение сроков технологической подготовки производства на 30 - 40 %, сокращение уровня брака на 15 - 20 %

4 Разработана методика определения теплофизических свойств (теплопроводности, теплоемкости, плотности, вязкости) жаропрочных никелевых сплавов в зависимости от их химического состава и алгоритм расчета этих параметров, что обеспечивает значительное повышение точности при моделировании процесса заполнения полости формы расплавом и затвердевания отливки.

5 Проведена оценка систем автоматизированного моделирования.

Основные результаты работы представлены в следующих публикациях:

1 Чибирнова, Ю. В. Система выбора типа ЛПС для отливок Лопатка [Текст] / Ю В Чибирнова, А А Шатульский // Материалы международной

школы-конферции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П А Соловьева, Авиационная и ракетнокосмическая техника с использованием новых технических решений - Рыбинск РГАТА, 2006 -ч 4 , С. 71-74

2 Равочкин, А. С. Совершенствование методики расчета параметров литья по выплавляемым моделям для отливок Лопатка [Текст] / А С Равочкин, Ю В Чибирнова, А А Шатульский // Материалы международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П А Соловьева, Авиационная и ракетнокосмическая техника с использованием новых технических решений -Рыбинск,-2006 -ч4 , С 76-79

3 Шатульский, А. А. Определение коэффициентов расхода элементов литниковых систем литья по выплавляемым моделям [Текст] / А А. Шатульский, В А Изотов, А С Равочкин, Ю В Чибирнова // Материалы Всероссийской НТК Новые материалы и технологии, НМТ-2006, Москва, МАТИ-С 46-47

4 Шатульский, А. А. Совершенствование методики расчета параметров литья по выплавляемым моделям [Текст] / А А Шатульский, Ю В Чибирнова // Заготовительные производства в машиностроении, 2007 -№4 -С 2-6

5 Чибирнова, Ю. В. Разработка методики выбора оптимальных параметров заливки для отливок типа Лопатка [Текст] / Ю. В. Чибирнова, А. А Шатульский // Сб Материаловедение и металлургия, труды Н-ГГУ, Нижний Новгород. - 2007 -С 25-30

6 Шатульский, А. А Моделирование процесса заполнения полости формы расплавом [Текст] / А А Шатульский, В А Изотов, А А Акутин, А С Равочкин, Ю В, Чибирнова // Заготовительные производства в машиностроении,2007 -№8.-С 11-17

7 Шатульский, А. А. Оптимизация режимов заливки форм литья по выплавляемым моделям [Текст] / А А Шатульский, В А Изотов, Ю В Чибирнова // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве тез. докл науч-техн конф в 2 т - Т 1 - Рыбинск. РГАТА, 2007 - С 73-76.

Зав РИОМ. А Салкова Подписано в печать 11 10 2007 Формат 60x84 1/16 Уч-издл 1,0 Тираж 100 Заказ 84

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им П А Соловьева (РГАТА)

Адрес редакции 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Условия эксплуатация и требования, предъявляемые к лопаткам газотурбинных двигателей.

1.2 Основные методы изготовления лопаток ГТД.

1.3 Методы расчета заполняемое™ форм расплавом.

1.4 Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Используемые материалы.

2.2 Методика моделирования заполнения полости формы.

2.3 Методика измерения температур.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАПОЛНЕНИЯ ПОЛОСТИ ФОРМЫ РАСПЛАВОМ МЕТОДАМИ ГИДРОМОДЕЛИРОВАНИЯ И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

3.1 Анализ брака отливок, изготавливаемых в производственных условиях.

3.2 Моделирование процесса заполнения полости формы расплавом.

3.3 Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЗАПОЛНЕНИЯ ПОЛОСТИ ФОРМЫ РАСПЛАВОМ.

4.1 Математическая модель процесса.

4.2 Определение коэффициентов расхода.

4.3 Определение коэффициента теплоотдачи.

4.4 Расчет нагрева формы.

4.5 Обобщенная математическая модель процесса заполнения полости формы расплавом.

4.6 Расчет отливки на заполняемость.

4.7 Выводы.

ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ.

5.1 Определение плотности сплавов.

5.2 Определение теплоемкости сплавов.

5.3 Определение коэффициента теплопроводности сплавов.

5.4 Определение кинематической вязкости сплавов.

5.5 Выводы.

Актуальность темы. Развитие ГТД характеризуется ростом удельных параметров двигателя, уменьшением его массы и увеличением нагрузок на узлы и детали. Решение этих задач не возможно без повышения качества наиболее ответственных деталей двигателя: лопаток, изготавливаемых из никелевых жаропрочных сплавов методом литья по выплавляемым моделям. Однако на отливках обнаруживается более десятка различных дефектов. Эти дефекты могут быть следствием множества причин. Следовательно, обеспечение требуемых свойств и качества отливок является главной задачей производства, что достигается правильным выбором материалов и эффективностью применяемых технологических процессов их изготовления.

При проектировании технологического процесса литья по выплавляемым моделям в настоящее время широко используются руководящие материалы или упрощенные методики, основанные на общих гидравлических закономерностях и результатах обобщения производственного и практического опыта. Это требует значительного повышения затрат труда, энергии и последующей корректировки и доводки полученных параметров на опытных отливках. Все это приводит к увеличению сроков подготовки производства и материальных затрат.

Устранение отмеченных недостатков проектирования технологических процессов литья частично достигается использованием автоматизированных систем. В настоящее время на высоком научном уровне решены задачи начального этапа проектирования, а также затвердевания отливки. Однако используемые в САПР математические модели часто получены за счет существенных упрощений, вносимых как при постановке задачи, так и в ходе ее решения, что иногда приводит к получению весьма приближенных результатов и неоправданному браку отливок. Кроме того, вопросы выбора оптимальных режимов заполнения полости формы расплавом, определяющие основные параметры заливки: скорость подвода расплава в форму, температуру заливки и формы и исполняемые размеры литниковой системы - решены значительно хуже.

В связи с этим возникает необходимость создания методов проектирования литниковых систем и математических моделей для решения конкретных задач с учетом специфических особенностей литья по выплавляемым моделям с целью повышения качества литых изделий и эффективности технологической подготовки производства на начальной стадии проектирования.

В качестве основы выбора оптимальных режимов заливки может быть положен принцип отсутствия дефектов на стадии заполнения формы. Для решения этой задачи используются методы подобия и размерностей. Они позволяют установить с помощью безразмерных комплексов внутренние взаимосвязи, характеризующие исследуемый процесс. На основе этих комплексов могут быть разработаны математические модели, позволяющие выбрать наилучшие условия заливки по принятому критерию оптимальности.

Цель работы. Повышение качества отливок «Лопатка ГТД» за счет выбора оптимальной конструкции, размеров литниковой системы и параметров заливки на основе исследования процесса заполнения полости формы расплавом.

Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

1. Экспериментальное и теоретическое изучение тепловых и гидродинамических особенностей течения расплава в протяженной полости керамической формы переменного сечения

2. Построение математической модели процесса заполнения и разработка методики расчета основных параметров литья;

3. Теоретическое и экспериментальное изучение процесса нагрева литейной формы на стадии ее заполнения расплавом;

4. Разработка методики определения теплофизических свойств литейных никелевых жаропрочных сплавов;

5. Разработка программного обеспечения проектирования литниково-питающих систем для отливок «Лопатка», изготавливаемых методом литья по выплавляемым моделям из никелевых жаропрочных сплавов;

6. Проведение промышленных испытаний и опробования основных результатов исследования и разработанного программного обеспечения.

Научная новизна работы:

1. Установлена взаимосвязь между конструкцией литниково-питающей системы, способом подвода расплава, размерами отливки, параметрами заливки и их влияние на характер появления дефектов.

2. Исследованы режимы заполнения полости формы расплавом и установлена область гарантированного заполнения, обусловленная определенными значениями расходов, скоростей и напоров.

3. Определен критерий компактности струи, накладывающий ограничение на значение скорости течения расплава по каналам литниковой системы и полости формы, расход из ковша.

4. Разработана математическая модель процесса заполнения полости формы расплавом, обеспечивающая сокращение появления дефектов на стадии заполнения.

5. Разработана методика расчета теплофизических свойств никелевых жаропрочных сплавов в зависимости от химического состава.

Практическая значимость работы:

1. Разработана методика расчета литниково-питающей системы и параметров заливки для отливок типа «Лопатка».

2. Разработана методика расчета теплофизических свойств, позволяющая значительно уточнить расчеты литниково-питающей системы и параметров заливки.

Апробация работы. Основные положения настоящей работы доложены и обсуждены на всероссийской НТК «Новые материалы и технологии, НМТ-2006», Москва, 2006; на международной школе -конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П.А. Соловьева, Рыбинск, 2006; на научной конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», Рыбинск, 2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ в различных журналах, сборниках научных трудов и прочих изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы. Изложена на 181 странице машинописного текста, содержит 23 таблицы, 38 рисунков, библиографический список содержит 125 наименований.

5.5 Выводы

1. Предложены уравнения для расчета плотности и теплоемкости жаропрочных никелевых сплавов в зависимости от химического состава.

2. Получено регрессионное уравнение зависимости теплопроводности жаропрочных сплавов в зависимости от химического состава.

3. Проведено экспериментальное определение вязкости ряда жаропрочных никелевых сплавов, а также расчетное определение вязкости в зависимости от химического состава по уравнению Аррениуса.

166

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Методами физического моделирования проведено изучение характера течения расплава в полости формы литья по выплавляемым моделям для отливок «Лопатка» при верхнем подводе, что позволило доказать влияние характера движения расплава на появление и расположение дефектов в теле отливки, и установлена область гарантированного заполнения полости формы расплавом, границы которой определены значениями скоростей и напоров.

2. На основе обработки экспериментальных и производственных данных по результатам изготовления отливок предложен критерий компактности потока, накладывающий ограничения на значение скорости течения расплава по каналам литейной системы и полости формы, расход из ковша, что позволяет установить оптимальные режимы заливки форм и сократить вероятность появления дефектов на стадии заполнения полости формы расплавом.

3. Разработана оригинальная методика расчета оптимальных параметров заливки и размеров литниково-питающей системы, включающая расчеты истечения расплава из ковша плавильно-заливочной установки; изменения скорости движения расплава в элементах литниковой системы или полости формы; длины компактной части потока; падение температуры фронта потока на участках литниковой системы и формы; а также ограничения на температуру фронта потока и допущения, что позволяет сокращение сроков технологической подготовки производства на 30 - 40 %, сокращение уровня брака на 15 - 20 %.

4. Разработана методика определения теплофизических свойств (теплопроводности, теплоемкости, плотности, вязкости) жаропрочных никелевых сплавов в зависимости от их химического состава и алгоритм расчета этих параметров, что обеспечивает значительное повышение точности при моделировании процесса заполнения полости формы расплавом и затвердевания отливки.

5. Проведена оценка систем автоматизированного моделирования.

1. Шепель, В. Т. Пути и методы обеспечения эксплуатационных качеств авиационных ГТД: Учебное пособие Текст. / В. Т. Шепель, Д. М. Соколов. -Ярославль, 1986. 82 с.

2. Коняев, Е. А. Методы и средства предупреждения разрушений роторов авиационных ГТД в эксплуатации Текст. / Е. А. Коняев // Автореферат диссертации доктора технических наук. Киев, 1989. - 32 с.

3. Труды ГосНИИГА. -М.: Машиностроение, 1985, вьп. 236.

4. Кузменко, М. Л. Повышение надежности ГТД средствами технической диагностики Текст. / М. Л. Кузменко, А. Л. Михайлов. Рыбинск: ЦИАМ, 2002. - 130с.

5. Биргер, Н. А. Термопрочность деталей машин Текст. / Н. А. Биргер, Б. Ф. Шор. М.: Машиностроение, 1975. - 455 с.

6. Свищев, Г. П. Надежность и ресурс авиационных газотурбинных двигателей Текст. / Г. П. Свищев, Н. А. Биргер. М.: Машиностроение, 1969. -214 с.

7. Колотников, М. Е. Предельные состояния деталей и прогнозирование ресурса газотурбинных двигателей в условиях многокомпонентного нагружения Текст. / М. Е. Колотников; под ред. д.т.н., проф. В. М. Чепкина. Рыбинск: РГАТА, 2003.-136 с.

8. Новые технологические процессы и надежность ГТД. Научно-технический сборник. Выпуск 4. Неразрушающий контроль повреждаемости и конструкций ГТД / под ред. Кузменко М.Л., Безъязычного В.Ф., Вернигора В.Н., Михайлова А.Л. М.: ЦИАМ - 2001. - 222 с.

9. Мехерван, Др. Эксплуатационная готовность и надежностьсовременных промышленных газотурбинных двигателей Текст. / Др. Мехерван, П. Бойс // Газотурбинные технологии. 2005. - №2. - С. 2 - 9.

10. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор) Текст. / Под общей редакцией д.т.н. В. А. Скибина, к.т.н. В. И. Солонина. М.: ЦИАМ, 2004-424с.

11. Каблов, E.H. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия) Текст. / Е. Н. Каблов. М.: МИСИС, 2001. - 632 с.

12. Научный вклад в создание авиационных двигателей. В двух томах. Книга 2 Н34. Текст. / Под общей научной редакцией В. А. Скибина и В. И. Солонина. М.: Машиностроение, 2000. - 616 е.: ил.

13. Симбирский, Д. Ф. Определение теплонапряженности охлаждаемой турбинной лопатки в натурных условиях Текст. / Д. Ф. Симбирский, В. Г. Богданов, А. В. Олейник // Динамика и прочность машин: сборник трудов, вып. 20. -М.: Машиностроение, 1974. С. 123 - 126.

14. Третьяченко, Г. Н. Несущая способность лопаток газовых турбин при нестационарном тепловом и силовом воздействии Текст. / Г. Н. Третьяченко, Г.В. Кравчук и др. Киев.: Наукова думка, 1975. - 293 с.

15. Симбирский, Д. Ф. Измерение температур рабочих лопаток газотурбинных двигателей Текст. / Д. Ф. Симбирский, А. М. Фрид // Теплоэнергетика. 1972. - № 6. - С. 48 - 51.

16. Щеглов, И. JI. Механические свойства и структура материала рабочих лопаток ТВД агрегата ГТК-25И (М) после эксплуатации и регенерации Текст. / И.Л. Щеглов, Ю. П. Тарасенко // Газотурбинные технологии. 2005. - №1. - С. 20-24.

17. Коротких, A.B. Структурные изменения на лопатках авиационного двигателя при эксплуатации Текст. / А. В. Коротких, В. П. Лесников // XVII Уральская школа металловедов-термистов: тезисы докладов. Киров: изд-во ВятГУ, 2004.-С. 15-16.

18. Морозова, Г. И. Деформация и восстановление у'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах Текст. / Л. П. Сорокина, Н. X. Богина // Металловедение и т/о металлов. 1995, №4. - С.29 - 32.

19. Петрушин, Н. В. Структурные особенности деформирования и разрушения монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов при циклическом нагружение Текст. / Н. В. Петрушин, Л. П. Сорокина, С. Н. Жуков // Металловедение и т/о металлов. 1995, №6. - С.2 - 5.

20. Мровец, С. Современные жаростойкие материалы: Справ, изд. Текст. / С. Мровец, Т. Вербер / Пер с польск. под ред. С. Б. Масленкова М.: Металлургия, 1986 - 360 с.

21. Лесников, В. П. Материалы и защитные покрытия турбинных лопаток основа эффективности ГТД Текст. / В. П. Лесников, В. П. Кузнецов,

22. A. А. Иноземцев, А. С. Коряковец // Газотурбинные технологии. 2005. - №2. -С. 36-38.

23. Репина, О. В. Роль комплексных защитных покрытий в повышении работоспособности лопаток газотурбинных двигателей Текст. / О. В. Репина // XVII Уральская школа металловедов-термистов: тезисы докладов. Киров: изд-воВятГУ, 2004.-С. 160-161.

24. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей Текст. / Под ред. А. Г. Братухина, Г. К. Язова, Б. Е. Карасева. М.: Машиностроение. 1997.-416 е., ил.

25. Шатульский, А. А. Прогрессивные материалы и технологии при производстве ГТД: Учебное пособие Текст. / А. А. Шатульский. Рыбинск, 2005.- 177 с.

26. Логунов, А. В. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов. Обзор иностранной литературы за 1967 1980 гг. Текст. / A.B. Логунов,

27. B. В. Герасимов. М.: ОНТИ, 1983.

28. Шалин, Р. Е. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов Текст. / Р. Е. Шалин, И. Л. Светлов, Е. Б. Качанов и др. М.: Машиностроение, 1997.-336 с.

29. Чалмерс, Б. Теория затвердевания Текст. / Б. Чалмерс / Пер. с англ. Под ред. М. В. Приданцева. М.: Металлургия, 1968. - 288 с.

30. Шатульский, A.A. Производство отливок из жаропрочных сплавов: Уч. пособие Текст. / А. А. Шатульский. Рыбинск: РГАТА. - 199 - 198 с.

31. Дубицкий, Г. М. Литниковые системы Текст. / Г. М. Дубицкий. М.: Машгиз, 1962,- 156с.

32. Рабинович, Б. В. Введение в литейную гидравлику Текст. / Б. В. Рабинович.-М.: Машиностроние, 1966.- 424с.

33. Галдин, Н. М. Литниковые системы для отливок из легких сплавов Текст. / Н. М. Галдин. М.: Машиностроение, 1978. - 198 с.

34. Галдин, Н. М. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок Текст. / Н. М. Галдин, В. В. Чистяков, A.A. Шатульский. М.: Машиностроение, 1992. - 256 с.

35. Дубицкицй, Г. М. Исследование заполняемости форм при литье алюминиевых сплавов Текст. / Г. М. Дубицкицй, Т. А. Лучинина // Литейные свойства металлов и сплавов: труды 11 совещания по теории литейных процессов. М.: «Наука», 1967. - с. 51 - 55.

36. Дубицкий, Г. М. Исследование скоростей подъема уровня металла в металлической форме для отливок из алюминиевых сплавов Текст. /

37. Г. М. Дубицкий, Г. А. Лучинина // Сборник трудов УПИ, 1965. №145. - С.37 -41.

38. Гетьман, А. А. Рациональные литниковые системы как метод борьбы с браком отливок из магниевого чугуна Текст. / А. А. Гетьман, И. А. Шапранов; под ред. А. В. Лакедемонского // Дефекты отливок и меры их предупреждения-М.: Машгиз, 1962.-С. 154- 159.

39. Цветное литье. Легкие сплавы Текст. М.: Машиностроение, 1966.391 с.

40. Топоров, В. Д. О некоторых закономерностях процесса заполнения литейных форм магниевыми сплавами Текст. / В. Д. Топоров // Совершенствование процессов производства отливок: сборник научных трудов-Пермь, 1971. №94. С. 135 - 137.

41. Топоров, В. Д. Заполняемость алюминиевыми сплавами форм для специальных проб и фасонных отливок Текст. / В. Д. Топоров, И. Н. Никулина // Литейное производство. 1992. - №5. - С. 18 - 19.

42. Литье по выплавляемым моделям. Изд. 2-е перераб и дополненное Текст. / под ред. Я. И. Шкленника и В. А. Озерова. М.: «Машиностроение», 1971.-436 с.

43. Гуляев, Б. Б. Литейные процессы Текст. / Б. Б. Гуляев. М. - Л.: Машгиз, 1960. - 416 с.

44. Дубицкий, Г. М. Исследование скоростей подъема уровня металла в металлической форме для отливок из алюминиевых сплавов Текст. / Г. М. Дубицкий, Г. А. Лучинина. // сборник трудов УПИ, 1965. №145. С.37 -41.

45. Вейник, А. И. Тепловые основы теории литья Текст. / А.И. Вейник. М.: Машгиз, 1953. - 384 с.

46. Денисов, В. А. Расчет одноярусной литниковой системы с помощью ЭВМ Текст. / В. А. Денисов, Н. Ф. Деулина, А. А. Марчук, В. В. Расторгуева. // Литейное производство. 1991. -№2. - С.28 - 31.

47. Абкувер, И. Длительность заливки металла в песчаные формы Текст. / И. Абкувер // 24-й Международный конгресс литейщиков // Тез. докл., Вена, 1959.6-М.: Машиностроение, 1960. С.112 - 123.

48. Степанов, Ю. А. Литье тонкостенных конструкций Текст. / Ю. А. Степанов, Э. Ч. Гини, Е. А. Соколов, Ю. П. Матвейко; под ред. д-ра техн. наук Г. Ф. Баландина. М.: Машиностроение, 1966. - 255 с.

49. Мамлеев, Р. Ф. Исследование заполнения жаропрочным сплавом оболочковых форм по выплавляемым моделям Текст. / Р. Ф. Мамлеев, С. С. Шпиндлер, А. А. Неуструев // Известия ВУЗоВ: Черная металлургия. 1986. - С. 103 - 105.

50. Чистяков, В. В. Методы подобия и размерностей в литейной гидравлике Текст. / В. В. Чистяков. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

51. Галдин, H. М. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок Текст. / H. М. Галдин, В. В. Чистяков, А. А. Шатульский. М.: Машиностроение, 1992. - 256 с.

52. Чистяков, В. В. Теория заполнения форм расплавом Текст. /

53. B. В. Чистяков, А. А. Шатульский. М.: Машиностроение, 1995. - 192 с.

54. Чистяков, В. В. Оптимизация режимов заливки форм по критериям качества Текст. / В. В. Чистяков. // Литейное производство. 1994. - №6. - С. 13 -14.

55. Изотов, В. А. Определение коэффициента теплоотдачи в форму при вертикально-щелевом подводе расплава Текст. / В. А. Изотов, Т. Н. Курочкина,

56. C. А. Гришихин // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве: тезисы докладов Российской научно-технической конференции. Рыбинск, РГАТА, 2002. - С. 99 -100.

57. Нехендзи, Ю. А. Тепловые расчеты заливки форм Текст. / Ю. А. Нехендзи, Н. Г. Гиршович, В. Я. Билык, В. М. Голод // Литейные свойства сплавов. Киев, 1968. - С. 91- 104.

58. Шатульский, А. А. Разработка методов расчета процессов заполнения полости форм расплавом Текст. / А. А. Шатульский, В. А. Изотов, Т. А. Курочкина // Заготовительное производство в машиностроении, 2003. -№6.-С. 7-10.

59. Поляков, С. Н. Моделирование движения свободной поверхности металла в каналах литейной формы методом частиц в ячейках Текст. / С. Н. Поляков, В. А. Бертман // Литейное производство, 1991. №10. - С. 27 - 28.

60. Бертман, В. А. Компьютерное моделирование заполнения тонкостенных панельных отливок Текст. / В. А. Бертман, С. Н. Поляков // Вестник МГТУ. М.: Машиностроение, 1995. - №4. - С. 36 - 42.

61. Бертман, В. А. Компьютерное моделирование заполнения тонкостенных отливок при литье по выплавляемым моделям Текст. / В. А. Бертман, С. Н. Поляков // Литейное производство, 1998. -№1. С.31-32.

62. Моисеев, В. С. Методология автоматизированного проектирования литниково-питающих систем отливок Текст. / В. С. Моисеев, А. А. Неуструев // Литейное производство, 1992. -№12. С.9.

63. Смыков, А. Ф. Автоматизированное проектирование литниковых систем для рабочих лопаток газотурбинных двигателей Текст. / А. Ф. Смыков,

64. A. А. Неуструев, А. А. Федосеев, В. С. Моисеев, В. Е. Хайченко // Литейное производство, 2003. №1. - С.30 - 32.

65. Безъязычный, В. Ф. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей Текст. / В. Ф. Безъязычный,

66. B. Н. Крылов, В. А. Полетаев и др; прод ред. В. Ф.Безъязычного и В. Н. Крылова. М.: Машиностроение, 2005. 4.1. - 60 с.

67. Рысев, М. А. Практические аспекты компьютерного моделирования литейных процессов Текст. / М. А. Рысев //Литейное производство, 2001. -№6.-С.31-32.

68. Тихомиров, М. Д. Моделирование достижение и проблемы. Игра для взрослых «Полигон» Текст. / М. Д. Тихомиров, Д. X. Сабиров, А. Р. Агроскин // Литейное производство. - 2001. - №6. - С.ЗЗ - 35.

69. Кропотин, В. ЬУМИо\у интеллектуальный инструмент технолога-литейщика Текст. / В. Кропотин // Литейное производство. - 2002. - №9. - С.29 -30.

70. Тихомиров, М. Д. Пакет прикладных программ «Полигон» для моделирования процессов алюминиевых сплавов Текст. / М. Д. Тихомиров, Д. X. Сабиров, А. А. Абрамов // Литейное производство. 1991. - №10. - С.6 - 7.

71. Тихомиров, М. Д. Система автоматизированного моделирования литейных процессов Текст. / М. Д. Тихомиров // Литейное производство. -1993. №9. - С.32 - 35.

72. Сироткин, С. В. Автоматизированное моделирование технологических процессов в литейном производстве Текст. / С. В. Сироткин // Литейное производство. 1992. -№12.- С.16- 18.

73. Ищенко, В. В. Автоматизация проектирования технологии, оснастки и создание управляющих программ Текст. / В. В. Ищенко, В. А Каграманов, В. М. Чикунов // Литейное производство. 1993. - №9. - С.32 - 35.

74. Кузнецов, В. П. Компьютеризация и автоматизация процесса проектирования отливок и изготовления оснастки Текст. / В. П. Кузнецов, А. А. Абрамов, М. Д.Тихомиров, Д. X. Сабиров // Литейное производство. -1997. №4. - С.45 - 47.

75. Васькин, В. В. Программный комплекс ЬУМ-8оНс1 очередной шаг в описании процесса кристаллизации Текст. / В. В. Васькин, В. В. Кропотин // Литейное производство. - 1997. - №4. - С.49.

76. Голенков, Ю. В. Моделирование процесса заполнения формы при литье под давлением Текст. / Ю. В. Голенков // Литейное производство. -1996. -№11. -С.37.

77. Селянинов, Ю. Программа моделирования литейных процессов затвердевания Текст. / Ю. Селянинов, А. Кондратьев // Литейное производство. 1991. -№11. -С.28.

78. Новые подходы к подготовке производства в современной литейной промышленности. Материалы научно-практического семинара 17-19 мая 2005 года. Санкт - Петербург: Изд-во Политехнического университета, 2005.

79. Никитин, В. И. Применение компьютерных программ для решения прикладных задач в литейном производстве Текст. / В. И. Никитин // Литейщик Росси. 2007. - №1. - С.8,

80. Волкомич, А. А. Системы компьютерного проектирования литейной технологии и моделирования литейных процессов Текст. / А. А. Волкомич,

81. A. П. Трухов, Н. А. Слободина, Ю. А. Сорокин, А. М. Рожков, С. Н. Старостин // Литейщик Росси. 2007. - №1. - С. 16 - 21.

82. Никитин, В. И. Моделирование литейных процессов в САМ ЛП «Полигон» и LVMFlow для кокильной отливки из сплава АК9ч Текст. /

83. B. И. Никитин, Б. В. Вялов // Литейщик Росси. 2007. - №1. - С.21 - 22.

84. Турищев, В. В. Компьютерное моделирование процесса получения корпусных отливок, получаемых методом ЛВМ Текст. / В. В. Турищев,

85. A. А. Щетинин, А. С. Грибанов, Ю. Н. Савельев, Г. М. Кувминова,

86. B. С. Кучеренко // Литейщик Росси. 2007. - №1. - С.22 - 24.

87. Давыдов, А. Н. Применение САЕ систем «Полигон» и ANSYS при моделировании литейных и деформационных процессов для кокильной отливки типа «Кольцо» Текст. / А. Н. Давыдов, Б. В. Вялов, А. В. Утянкин // Литейщик Росси. - 2007. - №1. - С.25 - 28.

88. Химушин, Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы. 2-е изд., перераб Текст. / Ф. Ф. Химушин М.: «Металлургия», 1969. - 750с.

89. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления Текст. / под. ред. Б.Е.Патона. Киев.: Наукова думка, 1987. - 256 с.

90. Колачев, Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Текст. / Б. А. Колачев, В. А. Ливанов, В. И. Елагин М.: Металлургия, 1981.-416с.

91. Арзамасов, Б. Н. Учебник для вузов Текст. / Б. Н. Арзамасов,

92. A.И.Крашенинников, Ж.П.Пастухова, А.Г. Рахштадт М.: МГТУ, 1994. -336 с.

93. Левин, Е. Е. Жаропрочные стали и сплавы Текст. / Е. Е. Левин, Е. М. Пивник -М.: Металлургиздат, 1970. 322 с.

94. Панкратов, В. А. Состояние и перспективы развития литья лопаток ГТД по выплавляемым моделям Текст. / В. А. Панкратов // Повышение эффективности производства литых охлаждаемых лопаток: сборник научных трудов.-М.: ВИАМ, 1988.-С.7-9.

95. Петрушин, Н. В. Зависимость температур фазовых превращений и структуры жаропрочных никелевых сплавов от температуры нагрева расплавов Текст. / Н. В. Петрушин, Е. Р. Черкасова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. - №1. - С.22 - 25.

96. Кишкин, С. Т. Жаропрочные эвтектические сплавы Текст. / С. Т. Кишкин, Н. В. Петрушин, И. Л. Светлов // Авиационные материалы на рубеже XX XXI веков: сборник научных трудов. - М.: ВИАМ - ГНЦ РФ, 1994. -С.252-258.

97. Озеров, В. А. Литье по выплавляемым моделям Текст. / В. А. Озеров,

98. B. Ф. Гаранин, В. Н. Иванова и др. М.: Машиностроение, 1994. - 640 с.

99. Курдюмов, А. В. Производство отливок из сплавов цветных металлов: Учебник для вузов / А. В. Курдюмов, М. В. Пикунов, В. М. Чурсини др. М.: Металлургия, 1986. - 416 с.

100. Симе, Ч. Жаропрочные сплавы: пер. с англ. Текст. / Ч. Симе, В. Хагель // под ред. Е.М.Савицкого М.: Металллургия, 1976. - 568 с.

101. Чугаев, Р. Р. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб

102. Текст. / Р. Р. Чугаев JL: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 е., ил.

103. Шатульский, А. А. Развитие теории заполнения полости форм литья по выплавляемым моделям и средств управления формированием микроструктуры отливок типа «Лопатка ГТД» из жаропрочных сплавов Текст.: дис.д-ра техн. наук. Рыбинск: 2002

104. Крейт, Ф. Основы теплопередачи. Текст. / Ф. Крейт, У. Блэк // Перевод с англ. под ред. д-ра техн. наук, профессора Н. А Анфимова. М.: Мир.-1983.

105. Дубицкий, Г. М. Тепловые процессы при течении жидких металлов в песчаной литейной форме Текст. / Г. М. Дубицкий, Б. С. Чуркин // Приложения теплофизики в литейном производстве. Минск, 1966. - С. 173 - 178.

106. Дубицкий, Г. М. Теплообмен при течении металлических сплавов в песчаных формах Текст. / Г. М. Дубицкий, П. С. Чуркин // Тепловые процессы в отливках и формах. -М.: МАТИ, 1972. С.38 - 41.

107. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие Текст. / С. С. Кутателадзе М.: Энергоатомиздат, 1990.-367 с.

108. Туркдоган, Е. Т. Физическая химия высокотемпературных процессов Текст. / Е. Т. Туркдоган М.: Металлургия, 1985. - 385 с.

109. Заболоцкая, Т. В. Теплоотдача при турбулентном течении в трубах жидкостей с малыми числами Прандтля Текст. / Т. В. Заболоцкая // Жидкие металлы. М.: Госатомиздат, 1963. - С.62 - 71.

110. Боршанский, В. М. Расчет теплоотдачи к жидким металлам в турбулентном потоке Текст. / В. М. Боршанский, Н. И. Иващенко, Т. В. Заболоцкая // Жидкие металлы. М.: Госатомиздат, 1963. - С.71 - 80.

111. Баландин, Г. Ф. Литье намораживанием Текст. / Г. Ф. Баландин -М.: Машгиз, 1962. 264 с.

112. Ефимов, В. А. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов Текст. / В. А. Ефимов, А. С. Эльдарханов М.: Металлургия, 1995 - 272 с.

113. Куманин, И. Б. Некоторые вопросы теории получения высококачественных чугунных отливок Текст. / И. Б. Куманин М.: Профиздат, 1960. - 245с.

114. Вертман, А. А. Методы исследования свойств металлических расплавов Текст. / А. А. Вертман, А. М. Самарин М.: Наука, 1969. - 197 с.

115. Аметистов, Е. В. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник Текст. / Е. В. Аметистов, В. А. Григорьев и Б. Т. Земцев и др. // под. общ. ред. В. А. Григорьев и В. М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. - 512 е., ил

116. Глазов, В. М. Методы исследования свойств жидких металлов и полупроводников Текст. / В. М. Глазов, М. Вобст, В. И. Тимошенко // под ред. профессора В. М. Глазова. М.: Металлургия, 1989 - 384 с.

117. Кириллин, В. А. Исследование термодинамических свойств веществ Текст. / В. А. Кириллин, А. Е. Шейндлин JL: Госэнергоиздат, 1963. - 560 с.

118. Френкель, Я. И. Введение в теорию металлов Текст. / Я. И. Френкель Л.: Наука, 1972. - 308 с.

119. Арсентьев, П. П. Металлические расплавы и их свойства Текст. / П. П. Арсентьев, JI. А. Коледов М.: Металлургия, 1976. - 376 с.

120. Хрущев, Б. И. Структура жидких металлов Текст. / Б. И. Хрущев -Ташкент: Фан, 1970. 111 с.

121. Еланский, Г. Н. Строение и свойства металлических расплавов Текст. / Г. Н. Еланский М.: Металлургия, 1991. - 160 с.

122. Романов, JI. М. Литейные сплавы и плавка Текст. / Л. М. Романов, А. Н. Болдин // Производство отливок из чугуна и стали: учебное пособие. М.: МГИУ, 2005.-48 с.

123. Плату нов, Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме Текст. / Е. С. Платунов-Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1973. 144 с.

124. Лившиц, Б. Г. Физические свойства металлов и сплавов Текст. / Б. Г. Лившиц Л.: Машгиз. - 1962. - 352 с.

125. Охотин, А. С. Теплопроводность твердых тел: Справочник Текст. / А. С. Охотин, Р. П. Боровикова, Т. В. Нечаев, А. С. Пушкарский // под. ред. А. С. Охотина. -М.: Энерогоиздат, 1984. 320 с.

126. Мучник, Г. Ф. Методы теории теплообмена. 4.1. Теплопроводность. Учебное пособие для втузов Текст. / Г. Ф. Мучник, Рубашов И. Б. М.: Высшая школа, 1970. - 288 с, ил.

127. Островский, О. И. Свойства металлических расплавов Текст. / О. И. Островский, В. А.Григорян, А. Ф. Вишкарев М.: Металлургия, 1988. -304 с.

128. Баум, Б. А. Металлические жидкости Текст. / Б. А. Баум М.: Наука. 1979.-120 е., ил.

129. Баум, Б. А. Вязкость жидких сплавов системы Бе С - О. Текст. / Б. А. Баум и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - М.: 1976, №6.