автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Теория и технология производства тонкостенных протяженных отливок из жаропрочных сплавов с электронагревом металла

На правах рукописи

КАЛЮКИН ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОСТЕННЫХ ПРОТЯЖЁННЫХ ОТЛИВОК из ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ С ЭЛЕКТРОНАГРЕВОМ МЕТАЛЛА

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Рыбинск-2006

Работа выполнена в Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьёва.

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Воздвиженский Вилен Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, член-корреспондент РАН Каблов Евгений Николаевич

доктор технических наук, профессор Фаткуллин Олег Хикметович

доктор технических наук, профессор Батышев Александр Иванович

Ведущая организация:

ФГУП ММПП «Салют» (Московское машиностроительное промышленное предприятие)

Защита состоится 15 марта 2006 г. в 12 час. на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьёва по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославской обл., ул. Пушкина, 53, РГАТА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьёва.

Автореферат разослан « 9 » 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

¿у-) уу л-.~~-Конюхов Б. М.

32

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время перед заготовительным производством предприятий машиностроения актуальной задачей является создание высокопроизводительных технологических процессов литья с высокими эксплуатационными свойствами литых заготовок из жаропрочных сплавов. При относительно небольшом весе тонкостенных и протяжённых отливок предъявляются более высокие требования по обеспечению высокой геометрической точности отливок с минимальной последующей механической обработкой. Традиционно применяемые для организации направленного затвердевания уклоны и напуски существенно снижают коэффициент использования металла (КИМ) и создают большие издержки производства в части расходования дорогостоящих жаропрочных сплавов и их последующей механической обработки. Для достижения высокого качества и экономичности необходимо более эффективно управлять технологическими процессами литья методами активного физического воздействия на затвердевающий металл.

Используемые в настоящее время методы направленной кристаллизации лопаток авиационных газотурбинных двигателей связаны с нагревом формы перед заливкой до температуры на 150 - 200 К выше ликвидуса сплава. В широко известных вакуумных плавильно-заливочных установках, используемых как в России, так и за рубежом, используют тепловой узел с графитовыми нагревателями и перемещают форму сверху вниз в зону охлаждения. При этом технологический цикл для лопаток длиной до 130 мм составляет 2-3 часа, а для обеспечения стабильного технологического процесса необходимо использовать автоматизированные средства управлением скоростью перемещения формы относительно зоны нагрева. Всё это требует дорогого и сложного оборудования, большого расхода основных, вспомогательных материалов, энергии и создаёт высокую себестоимость отливок с направленной структурой.

Решение данной актуальной проблемы позволит существенно сократить издержки производства в части расходования материальных ресурсов, снизить цену двигателя и обеспечить высокую рентабельность производства.

Цель работы. Создание теории и технологии литья с электронагревом металла для повышения технико-экономических показателей производства высоконагруженных литых изделий из жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей и энергоустановок.

Для достижения указанной цели требуется решение следующих основных

задач.

1. Изучение закономерностей процессов литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией из жаропрочных сплавов с электронагревом металла, обеспечивающих достижение высоких технико-экономических показателей отливок.

2. Разработка способов создания тепловых условий литья путём воздействия на металл электрическим током для получения отливок с заданными эксплуатационными свойствами.

3. Разработка системы безразмерных критериев, устанавливающих взаимосвязь теплофизических свойств материала отливки и технологических

параметров литья с электронагревом

затвердевания отливок (в том числе и крупногабаритных) при температуре поверхности литейной формы ниже солидуса сплава.

4. Разработка математической модели и программного обеспечения для расчёта технологических параметров литья с учётом внутренних источников теплоты от воздействия электрического тока на материал отливки.

5. Разработка методики определения энергетических и тепловых параметров вновь проектируемого оборудования для литья с электронагревом металла.

6. Экспериментальная проверка программного обеспечения и результатов исследования на промышленном оборудовании.

7. Внедрение в производство результатов исследования.

Научные положения работы

1. Впервые теоретически установлена и подтверждена экспериментально возможность последовательного затвердевания протяжённых отливок при воздействии электрического тока в неподвижной форме и постоянной температуре окружающей среды для сплавов, имеющих удельное электросопротивление в жидком состоянии больше, чем в твёрдом.

2. Разработана тепловая теория литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливки в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры солидуса сплава. Определён принцип управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве, который заключается в поддержании постоянной (требуемой) температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса. Установлены критические значения параметров тока и интенсивности охлаждения, при которых процесс направленного затвердевания с образованием равноосной структуры переходит к направленной кристаллизации с образованием столбчатой структуры.

3. Разработана математическая модель процесса направленного затвердевания при элекгронагреве отливки и получена система критериев, учитывающих многообразие теплофизических параметров направленного затвердевания с учетом теплового воздействия электрического тока и определяющие в безразмерной форме взаимосвязь интенсивности теплового потока на поверхности отливки со скоростью кристаллизации и величиной двухфазной зоны. Установлено, что с увеличением интенсивности теплообмена (при одной и той же температуре жидкого сплава) между отливкой и окружающей средой растёт скорость кристаллизации и уменьшается величина двухфазной зоны, что повышает производительность процесса и плотность отливки за счёт улучшения фильтрации двухфазной зоны. Определён критерий, устанавливающий условия направленного затвердевания, направленного плавления и динамического равновесия с нулевой скоростью затвердевания в зависимости от теплофизических свойств отливки, температуры жидкого сплава, и интенсивности теплообмена отливки с окружающей средой.

4. Установлены факторы, оптимальное сочетание которых позволяет создать новые технические решения в области управления процессами формирования отливки переменного сечения с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией:

- теплофизические свойства отливки, в т. ч. удельное электросопротивление в твёрдом и жидком состоянии; ч I'

- теплофизические свойства формы, изменяемые во времени и по высоте отливки;

- температура окружающей отливку среды, изменяемая по высоте и во времени, но не превышающая температуру солидуса сплава;

- коэффициент теплопередачи в области контакта между отливкой и формой, изменяемый во времени и по высоте отливки;

- коэффициент теплопередачи на границе форма-среда, изменяемый во времени и по высоте отливки;

- сила тока, изменяемая в процессе затвердевания отливки; ' - >

- площадь сечения отливки в направлении затвердевания.

Научные положения, которые выносятся на защиту:

1. Научно обоснованный и экспериментально подтверждённый факт о возможности последовательного затвердевания отливки при тепловом воздействии электрического тока в неподвижной форме и постоянной температуре окружающей среды за счёт различного удельного электросопротивления сплава в твёрдом и жидком состояниях.

2. Научно обоснованные технические решения (способы и устройства) литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливок в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры солидуса сплава, обеспечивающие повышение плотности отливок, их механических свойств, экономию металла и электроэнергий. Новый принцип управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве, заключающийся в поддержании постоянной температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса, которая достигается изменением параметров тока в отливке, а также выбором величины интенсивности теплопередачи от отливки в окружающую среду.

3. Математические модели процесса направленного затвердевания при электронагреве отливки, описывающие эффект теплового воздействия электрического тока с учётом температурной зависимости удельного электросопротивления во всём диапазоне температур формирования отливки, позволяющие выполнить анализ закономерностей затвердевания и расчёт технологических параметров литья.

4. Критериальный анализ процесса, включающий новые безразмерные критерии Н, W, К| , К„, Уи, установил, что основным фактором, определяющим критерии скорости затвердевания W и величины двухфазной зоны Н, является степень нагрева жидкого металла и интенсивность теплообмена В1 между отливкой и печью подогрева. С увеличением первого фактора скорость затвердевания и величина двухфазной зоны уменьшаются. С увеличением второго фактора скорость растёт, а двухфазная зоны сокращается, что повышает эффективность процесса литья. Критерий Уи определил условия для направленного затвердевания и направленного плавления в зависимости от теплофизических свойств отливки, интенсивности её теплообмена с окружающей средой и температуры жидкого сплава. Критерий ^ , отражающий многообразие теплофизических параметров, обеспечивающих направленное затвердевания при электронагреве отливки. Критерий Кш для

предварительной оценки геометрии и технологических параметров с целью выбора метода литья на стадии проектирования технологического процесса.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- корректным использованием теоретических положений математической физики, теплотехники и теплопередачи, теории кристаллизации, металловедения, и электротехники;

- соответствием тепловых расчетов результатам экспериментальных измерений температур затвердевающей отливки;

- высокой степенью приближения математической модели затвердевания отливки к реальным условиям литья благодаря использованию современных компьютерных технологий в области создания трёхмерных геометрических объектов в системе ШТОНАНИСв;

- положительным результатом при практическом использовании разработок в производстве.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны и введены в эксплуатацию на НПО САТУРН промышленные установки УПВ6-НК для направленного затвердевания и установка УППФ1-АМ для направленной кристаллизации отливок из жаропрочных сплавов.

2. Разработаны программы автоматизированного расчёта технологических параметров литья для одномерных геометрических объектов; математическая модель для трёхмерных объектов с учётом внутренних источников теплота от электронагрева введена в пакет прикладной отечественной программы расчёта литейных процессов «ПОЛИГОН», широко эксплуатируемой в СНГ.

3. Разработаны новые способы и устройства для направленной кристаллизации и направленного затвердевания жаропрочных сплавов в отливках для газотурбинных двигателей воздушного, наземного и морского применения, обеспечивающих повышение плотности отливок, их механических свойств, экономию металла и электроэнергии.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы обсуждались на II (Ленинград, 1983 г.) всесоюзном съезде литейщиков, на Ш (Москва, 1997 г.), на IV (Москва, 1999 г.), на V (Москва, 2001 г.) съездах литейщиков России; на 5-ой Республиканской научно-технической конференции «Повышение технического уровня и совершенствование технологических процессов производства сггливок», Днепропетровск, 1990 г.; на X Всероссийской научно-технической конференции «Тешюфизика технологических процессов», Рыбинск, 2000 г.; на Международных Форумах по проблемам науки, техники и образования с присвоением премии «Золотой Диплом - 2001» в номинации «Прогрессивные промышленные технологии» (учредители Форума - Международная Академия Информатизации - ассоциированный член ООН, Международная Академия Астронавтики, Министерство общего и профессионального образования РФ, Министерство науки и технологий РФ, Комиссия по делам ЮНЕСКО, Российская Академия наук и др.), Москва, 2000, 2001 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков»,

Рыбинск, 2002 г.; на 3-ей Всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», Санкт-Петербург, 2002 г.; на Всероссийском конкурсе Инженер года с присвоением званий «Профессиональный инженер России» и «Лауреат конкурса инженер года 2001», (Учредитель Конкурса -РАН), Москва, 2002 г.; на конкурсе 2002 г. на соискание премии Губернатора Ярославской области в сфере науки и техники с присвоением Диплома лауреата.

Публикации. Новизна работы подтверждается 37 публикациями в ведущих центральных научно-технических журналах и материалах международных, всесоюзных и всероссийских съездов и конференций, 10-ю авторскими свидетельствами, полезной моделью и патентами на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 310 с , состоит из введения, 5 глав, списка использованных источников, включающего 222 наименования, 12 приложений, содержит 99 рисунков и 25 таблиц.

Основное содержание диссертацяи.

Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель работы, изложена научная новизна, практическая значимость и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ проблемы получения протяжённых тонкостенных отливок ответственного назначения. Традиционное вакуумное литьё жаропрочных сплавов с получением отливок с равноосной структурой в настоящее время является основным методом изготовления лопаток ГТУ. В последние годы процесс получения отливок с равноосной структурой совершенствовался более жестким управлением тепловыми и кристаллизационными условиями.

При отливке лопаток по методу направленной кристаллизации (НК) из никелевых жаропрочных сплавов применяют различные способы отвода теплоты кристаллизации, при которых оболочковую форму с жидким металлом, установленную на кристаллизатор, перемещают из горячей зоны печи в холодную часть.

Наиболее перспективным, но недостаточно изученным методом управления структурообразованием и направленной кристаллизацией является тепловое воздействие электрического тока на затвердевающий металл. При этом осуществляется последовательное, направленное затвердевание отливки, что приводит к повышению эксплуатационных свойств. Поэтому перспективность практического применения метода электронагрева для литейных процессов не вызывает сомнений.

Во второй главе представлена методика экспериментального исследования процессов литья при воздействии электрического тока на отливку.

Для исследования процессов затвердевания отливки при контактном электронагреве металла была использована и изготовленная на НПО САТУРН вакуумная плавильно-заливочная установка УПВ6-НК.

Физическая сущность нового метода получения отливок направленным затвердеванием и кристаллизацией путём пропускания через отливку электрического тока в процессе её формирования состоит в следующем. После заполнения формы металлом начинается его интенсивная кристаллизация от электрода-кристаллизатора

снизу верх. Одновременно в отливке происходит электронагрев, причём вследствие большего удельного электросопротивления в жидкой части более интенсивно, чем в твёрдой. Поэтому в области фронта затвердевания создаётся положительный температурный градиент, при определённом значении которого возникают уеловия для направленного затвердевания или направленной кристаллизации.

Принцип управления таким процессом основан на поддержании постоянной температуры жидкого сплава 1К в верхней части отливки. В зависимости от значения Ьж возможны три состояния - плавление, затвердевание и динамическое равновесие, когда скорость затвердевания ш равна скорости плавления, т. е. скорость продвижения фронта затвердевания равна нулю.

Для анализа сущности направленного затвердевания под действием электрического тока рассмотрим следующую модель затвердевания:

- удельные электросопротивления жидкого рж и твёрдого металла р™ не зависят от температуры и являются постоянными величинами;

- отливка из абсолютно чистого сплава бесконечной длины имеет постоянное сечение (перпендикулярное к направлению затвердевания), в котором отсутствует температурный градиент;

- в начальный момент затвердевания отливка имеет твёрдую и жидкую зоны;

- температура окружающей среды 1пп одинакова по всей высоте отливки и меньше температуры кристаллизации металла ^;

- коэффициент теплопередачи от отливки к окружающей среде а одинаков по всей высоте отливки и является постоянной величиной.

Очевидно, что при определённой плотности тока ] в данной отливке с характерным размером X возможно бесконечно долгое время поддержание постоянных температур жидкого ^ и твёрдого 1,„ металла на бесконечном удалении от изо1ермы плавления-затвердевания. При этом имеет место равенство следующих тепловых балансов:

- максимальная разница температур между жидким и твёрдым сплавом определяется из уравнения

Х(рж - рта)/а; (1)

- максимально возможная температура жидкого сплава 1жтах при существовании твёрдой и жидкой фаз обеспечивается плотностью тока при которой температура твёрдого сплава бесконечно приближается к температуре плавления и определяется выражением

С'Мц.-Орж/ р,в + и. (2)

Очевидно, что при максимальной температуре жидкого сплава будет иметь место последовательное оплавление отливки с максимальной скоростью. При температуре выше г/"" произойдёт объёмное плавление твёрдой фазы;

- минимальная температура твёрдого сплава 11Втш , при которой начнётся объёмное затвердевание отливки соответствует температуре жидкого сплава, бесконечно близкой к точке плавления

и"11" = ^-(Ц-^пНрж-ртвУрж ; (3)

- температура жидкого сплава при нулевой скорости кристаллизации определяется уравнением

« _* О-

1-Вг '

где Вг = —, Ъш - теплоаккумулирующая способность твердого сплава.

Рж{Ьт+Ъ„)

Условием направленного затвердевания является обеспечение температуры жидкого сплава ьж в следующих пределах

»Г* >».>»,. (5)

Условием направленного оплавления является обеспечение температуры жидкого сплава 1Ж в пределах

(6)

Таким образом, критерием направленности затвердевания (направленности оплавления) (Уи) является отношение температуры жидкого сплава 0Ж) на удалении от фронта затвердевания, при котором отсутствует продольный температурный градиент, к температуре жидкого сплава (I жо=0) в этой же точке, при которой скорость затвердевания равна нулю

^ = . (7)

при Уи < 1 - направленное затвердевание (м>0); при Уи = 1 динамическое равновесие ((0=0); при Уи > 1 - направленное плавление (со<0).

С учётом (4) уравнение (7) преобразуется к виду

Уи=*»(1-Вг>. (8)

4-t.Br

На рисунке 1 представлены графики влияния температуры печи подогрева на критические значения температур твёрдой и жидкой фаз отливки в процессе воздействия электрического тока. Анализ графиков показывает, что с повышением температуры печи подогрева уменьшается разница температур между твёрдым и жидким сплавом.

Первым принципиальным условием направленного затвердевания с тепловым действием электрического тока является обеспечение температуры окружающей отливку среды ниже точки кристаллизации металла. Вторым принципиальным условием направленного затвердевания является различные удельные электросопротивления, а именно, удельное электросопротивление жидкого сплава должно быть выше твёрдого.

и

1 100

300 800 800 1200 1500 Температура лечи подотрем ^

Рисунок 1 - Влияние температуры печи подогрева на температуру отливки в процессе воздействия электрического тока

На рисунке 2 представлено влияние температуры печи подогрева на значение критерия затвердевания Уи отливки из никеля при температуре жидкого сплава 1500 С. При данных условиях определено критическое значение критерия Уи=1, при котором имеет место динамическое равновесие процессов затвердевания и плавления.

При Уи<1 - направленное затвердевании, при Уи >1 - направленное плавление. Таким образом при поддержании постоянной температуры жидкого сплава возможно управление процессом направленного затвердевания или направленного оплавления регулированием температуры печи подогрева.

Электрическими параметрами процесса являются плотность электрического тока j и напряжение и, подаваемое на отливку. По мере нарастания твёрдого слоя электросопротивление всей отливки уменьшается, вследствие чего повышается плотность тока. Если процессом не управлять, то повышение плотности тока, а значит и температуры жидкого сплава в верхней части отливки ^ приведёт к прекращению процесса затвердевания. Возможное повышение ^ компенсируется двумя способами: во-первых, уменьшением напряжения с целью поддержания постоянной плотности тока, а значит постоянной ^ при условии постоянства температуры внутренней поверхности печи подогрева; во-вторых, путём уменьшения температуры печи подогрева при постоянном напряжении на отливке. Во втором случае по мере нарастания твёрдого слоя происходит повышение плотности тока, однако возможное повышение температуры ^ компенсируется понижением температуры печи подогрева.

1,0200

1,0000"

I 0,9800

к

В.

»

к &

и я

53 <о 3-я к СП

0,9600

0,9400

0,9200

0,9000

300 600 900 1200 Темперагура печи подогрева , °С

1 - Область направленного затвердевания

2 - Область направленного плавления

Рисунок 2 - Влияние температуры печи подогрева на значение критерия затвердевания Уи при ^=1500 С

Эффективные способы направленного затвердевания лопаток газовых турбин реализуется с помощью устройства, представлено! о на рисунках За, 36. Литейная П-образная форма с открытым дном устанавливается на двухсекционный кристаллизатор 2, каждая из секций которого является электродом цепи постоянного или переменного электрического тока. В соответствии с общепризнанной технологией литья сталей и жаропрочных сплавов по выплавляемым моделям форма нагревается в печи 5 от 800 до 1000 °С.

После заливки формы замыкается цепь между электродами, и по отливке течёт ток. Вблизи кристаллизатора образуется зона твердого металла 3. Так как удельное электросопротивление жидкого металла 4 в 1.2-2,5 раза больше твердого, то жидкий металл разогревается интенсивнее, чем твердый. Это приводит к образованию положительного температурного градиента в области фронта затвердевания и созданию условий для направленного затвердевания. Для надёжного обеспечения жидкой зоны в прибыльной части отливки во время кристаллизации предусмотрен

а - схема устройства для направленного затвердевания отливок с тепловым действием электрического тока; 1 - литейная форма; 2 - кристаллизаторы-электроды; 3 - твёрдая зона отливки; 4 - жидкая зона отливки; 5 - печь подогрева форм; 6 - индуктор для обогрева прибыльной части, б - установка УПВ6-НК для направленного затвердевания крупногабаритных лопаток с электронагревом металла; 1 - кристаллизаторы-электроды; 2 - печь подогрева; 3 - плавильная печь; 4 - индуктор; 5 - литейная форма.

Рисунок 3 - Схема устройства и установка для экспериментального

исследования

индуктор 6, который охватывает верхнюю литниковую систему и поддерживает металл в жидком состоянии.

В третьей главе разработана математическая модель и программное обеспечение для расчёта технологических параметров литья с электронагревом металла. Для реализации способа направленною затвердевания отливок при её электронагреве необходим расчёт 1ехнологических параметров процесса, важнейшими из которых являются: напряжение, подаваемое на электроды-кристаллизаторы II; плотность электрического тока ]; скорость затвердевания а>\ величина двухфазной зоны отливки И.

Задача о температурном поле отливки в процессе ее направленного затвердевания решалась в подвижной системе координат, начало которой совмещено с фронтом изосолидуса (рисунок 4). Фронт затвердевания перемещается вдоль оси 7. со скоростью со. В выбранной системе координат температурное поле отливки является квазистационарным и одномерным, так как ее затвердевание осуществляется с постоянной скоростью, и величина критерия В1 не превышает 0,1 Температурное

поле затвердевающей отливки разделено на три зоны, отличающимися агрегатными состояниями металла и краевыми условиями.

В первой зоне металл находится в жидком состоянии, во второй - в двухфазном, в третьей - в твердом. Соответственно изменяются теплофизические константы металла по зонам отливки, а во второй зоне выделяется, кроме того, теплота кристаллизации. Во всех зонах теплота передается вдоль отливки теплопроводностью и трансляцией (с массой «движущейся» отливки), выделяется в металле в результате электронагрева и отводится через боковую поверхность отливки к поверхности печи подогрева. Следовательно, уравнение теплового баланса элементарного слоя отливки да. может быть записано следующим образом:

где ¿<2Х- количество теплоты, поступающей в элементарный слой отливки теплопроводностью и трансляцией;

- количество теплоты, выделяющейся в элементарном слое в результате электронагрева;

с!дз- количество теплоты, уходящей из элементарного слоя теплопроводностью и трансляцией;

с1в4 - количество теплоты, уходящей из элементарного слоя через его боковую поверхность.

Для жидкой зоны отливки уравнение температурного поля в первой зоне на основании уравнения теплового баланса имеет следующий вид

Краевые условия:

¿£+¿£=¿23+¿а

и '

(9)

(И)

Взаимосвязь между ^ и плотностью электрического тока описывается

уравнением

*(г,-/„)/» = /V.

(12)

Решение уравнения (10) совместно с (11) имеет вид

(13)

Для двухфазной зоны

А , «> х Л2 , '>2 ь

ск) а2 ¿г, А^ Л^Х

= 0,

(14)

где аг =

Лс

Гг

Краевые условия:

> 'г — 'с »

тогда

11-е:

их ^;® 2

Для твердой зоны

2

(15)

(16)

вЬ2

(17)

где5=®.; д А: /2/ ;Г »'и-А),^

а5 Х^з Л, Л, ХЛ^

Краевые условия:

тогда

+4Л

I I

(18) (19)

Расчёт температурного поля по зависимостям (13), (16), (19) возможен только после определения значений 1, а,Ь.

Величина I связана с ^ её находят из выражения (12)

V Л*

где К - коэффициент теплопередачи от отливки к печи подогрева форм, а взаимосвязь параметров т и И из системы уравнений

щ

1

Л, I

л,1"1

(21)

Систему уравнений (21) , представляющих собой граничные условия четвёртого рода на фронтах изоликвидуса и изосолидуса, с учётом уравнений (13), (16), (19) следует преобразовать к виду

—— й! = О а, а2 { а2 )

Л2А+—Ва> + Яэг\

«7

(22)

Ыт-АН где В =-

(23)

Для проведения наиболее общего анализа процесса затвердевания отливки использованы обобщённые параметры - критерии, взаимосвязь которых описывается системой уравнений (24), полученной из (22),

АлхВгх(д -П,х&ж

Г'

А, з1 НхВЫ(вср-П3х&ж ехр^хЯ)-!*^ IV

А, хАх(0ф -П, х&л

IV2

А, А НхВгх (0 - О, х &ж --1-х (-----) -

1-ехр^хЯ) У, УГ

е/

"2УcxB/x(l-nл,x0лr),

1 + УсхВ/х(1-ПЛ1х0л.)х

2 А.

уАсх1Г

(24)

Применительно к разработанной математической модели критерии системы (24) подразделены на определяющие и неопределяющие. К определяющим отнесены следующие критерии (в том числе параметрические), характеризующие физические свойства системы):

Рисунок 4 - Расчетная схема процесса направленного затвердевания при электронагреве металла

о = 7 V* ;9 = = ——;0„ = —2-. (26)

Р\ 'л -'с Ф '»-'с

(27)

2 А Л "»с

К неопределяющим критериям принадлежат следующие: Н=Ь/Х; W=юХ/а2. Критерий 8, определяет степень нагрева жидкого металла, В! - интенсивность теплообмена металла с формой и с печью подогрева, в,;®,.;®,,, - степень нагрева отливки относительно печи подогрева. Взаимосвязь критериев В1, Н, W применительно к сплаву ЖС6У при следующих постоянных значениях критериев:

О, =1,2; Q,=l,5; Пя=6х10"2; 4=4,25; 4=0,63; Y,= Yc = 0,79; . в, =5,21; 0„=5,7; 0, =4,7 изображена графически на рисунках 5-7.

170 150 Я 130

I

I" 110

70 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Критерий в,

1 - В1-2Л7Е-3;

2 - В1=2.74Е-3;

3-В1-2.8Е-3;

4-В»=3.7Е-3

Рисунок 5 - Зависимость критерия величины двухфазной зоны от степени нагрева и интенсивности охлаждения

Анализ зависимостей 11=^0,), представленных на рисунке 5, показывает, что с увеличением &ж до значения 5,9 уменьшается величина Н, характеризующая протяжённость двухфазной зоны. При значении больше 5,9 значение Н фактически не изменяется.

С увеличением интенсивности теплообмена В1 уменьшается значение Н (см. рисунок 5), но общая закономерность Н=*(0Ж) практически не зависит от значения В1 в рассматриваемых пределах. № графика можно сделать следующие практические выводы: а) с повышением интенсивности теплообмена отливки с внутренней поверхностью печи подогрева (критерий В Г) уменьшается значение Н, что приводит к уменьшению величины двухфазной зоны отливки и соответственно способствует повышению её свойств; б) с повышением значения вж также уменьшается параметр Н, но Изменение его существенно до 0,=5,9; дальнейшее повышение параметра неэффективно с экономической точки зрения, так как требует повышенных затрат электроэнергии.

Повышение интенсивности теплообмена отливки с внутренней поверхностью печи подогрева оказывает положительное влияние не только на величину двухфазной

Л

\\ - 1

2 (

41 V 3 -

,4

зоны, но также на критерий ЧУ, который характеризует скорость затвердевания, а значит и производительность процесса литья. Из рисунка 6 следует, что с повышением значения повышается величина критерия и уменьшается Н. Кривые построены для 0Ж=5,8.

165

о

о

.—< 145

x

& 125

я 105

x а 85

а 45

25

20

н

80

95

35 50 65

Критерий В1, х 1000 Рисунок 6 - Зависимость критериев от интенсивности теплообмена

Этот график может быть использован для приближённого анализа процесса затвердевания отливки в нестационарных условиях теплообмена с формой. Рассматриваемая математическая модель составлена для квазистационарного режима (при постоянной интенсивности теплообмена отливки с окружающей средой). Это справедливо для затвердевания отливки в тонкостенной форме.

На рисунке 7 представлена зависимость параметров ©^ и \У при различной интенсивности теплообмена. С увеличением ©^ уменьшается значение что снижает производительность процесса, но вместе с тем повышается температурный градиент, способствующий улучшению качества отливки.

Взаимосвязь критериальных комплексов, представленных на рисунках 5-7 позволяет понять закономерности процесса затвердевания отливки в процессе её электронагрева. Эти закономерности относятся к различным отливкам из сплава ЖС6У. Аналогично можно провести анализ дня отливок из других сплавов, так как значения параметрических критериев для ряда других сплавов существенно не отличаются от ЖС6У. В этом случае можно говорить о приближённом подобии процессов направленного затвердевания отливок из большой группы литейных сплавов.

Аналитическое решение задачи о температурном поле отливки в процессе её затвердевания позволили установить закономерности затвердевания для нового метода литья с электронагревом металла. В развитие математической модели для одномерного теплового потока разработана модель (28-36) для численного моделирования затвердевания трёхмерных геометрических объектов, которая

позволяет рассчитать численным методом температурное поле реальной отливки любой сложности во всём объёме. На рисунке 8 представлена расчётная схема ЗЭ отливки, затвердевающей в оболочковой форме под действием электрического тока.

о о

X «

s

а

30 25 20 15 10 5

д

ч>

\

5,8 5,9

1 -Bi=2.1E-3; 2-Bi=3.7E-3; 3 -Bi=5.8E - 3;

6,1 6,2 6,3 Критерий @

6,4 6,5

Рисунок 7 - Зависимость критерия скорости кристаллизации от степени нагрева жидкого сплава

В данной математической модели приняты следующие условные обозначения: t - температура отливки, °С; Ц - температура формы, "С; t,m - температура печи подогрева, °С; t^ - температура заливки сплава, °С, t^ - температура солидуса сплава °С; t^ - температура ликвидуса сплава, °С; р - удельное электрическое сопротивление отливки, Ом м; X, - теплопроводность отливки, Вт/(м К); с - удельная теплоемкость отливки, Дж/(кг-К); а - температуропроводность сплава, м2/с; -плотность теплового потока от отливки в форму, Вт/м2; X - половина толщины поперечного сечения выделенного объёма отливки, м; F«, - площадь поперечного сечения отливки, м2 ; x,y,z - координаты в области пространства, ограниченного поверхностью S, м; п - нормаль к поверхности; т - время, с; - теплопроводность формы, Вт/(м-К); с* - удельная теплоёмкость формы, Дж/(м3-К) ; а* -температуропроводность формы, м2/с; у - плотность отливки, кг/м3 ; -относительное количество твёрдой фазы в объёме двухфазной зоны отливки; L -удельная теплота кристаллизации сплава, Дж/кг ; j - плотность электрического тока (граничный электрический поток по нормали к (So+,_), А/м2; % ~ удельная электрическая проводимость, Ом"1м"'; I - сила тока, A; U - внешнее задаваемое напряжение, В ; а^ - коэффициент теплопередачи на границе отливка-форма, Вт/(м2-К); t„0- температура поверхности отливки, °С ; t„nitr температура внутренней поверхности формы, °С ; tq, - температура среды, "С ; t^- температура наружной

поверхности формы, К; а^ - коэффициент теплопередачи на границе форма-среда, Вт/(м2-К); 8о+._ - поверхность подвода внешнего электрического потенциала; <р -функция распределения потенциалов в пространстве координат х,у,г; Кх,Ку,КгДСп -проводимость в направлении осей х,у,г и нормали п соответственно; Я -электрическое сопротивление подводящего провода, Ом ; <ро+,- ~ положительный (отрицательный) потенциал, подведенный к поверхности отливки.

Дифференциальное уравнение температурного поля отливки с учётом распределения потенциала <р и внутренних источников теплоты от воздействия электрического тока можно представить в следующем виде

<Av

дт су Зт' где t=t(x,y,z, т); а= XI (с-у); с = const; у = const; \ =Х (t);

ar = a(t);p = p(t);/ = -3- ; х=~\

on р

+ 0; ac dp A

<Po+.- = /№>♦,-) - заданный потенциал на поверхности;

Кп—=-]=± —— - заданная плотность тока по поверхности;

- заданный потенциал на конце провода;

дп

Температурное поле в литейной форме представлено в виде дифференциального уравнения

r«VaVeV

дх2 дуг дг2

'at'

(29)

А»

где 1ф=Ц(х,у,г, т); Оф= Оф(^); Х.ф Фф; сф= сфф.

с*

Граничные условия Отливка-форма

Оо^и (Хьу^ьх) - ^ (вддд)) = ^.у^д^-р-Х^А,), (30)

где х^з - координаты расчётной точки на поверхности отливки, затвердевающей в теле отливки в последнюю очередь.

Уравнение (30) описывает равенство плотности теплового потока в заданной точке (х,,у^) контакта отливки с формой и тепла от прохождения тока. Координаты данной точки находятся в области контакта с прибыльной частью отливки. Это

граничное условие является главным условием обеспечения процесса направленного затвердевания, исключающего снижение температуры жидкой зоны отливки от фактора бокового теплоотвода в стенку литейной формы. При данном условии снижение температуры в точке возможно только от теплопередачи внутри

тела отливки (торцовый теплоотвод).

Уравнение (30) после преобразования позволяет рассчитать плотность тока в заданном сечении отливки

¡а ■(/ (х ,у.,г.,т)-( ,(х ,у.,г ,г) . офу поу / впфк I "V 1' ' ....

КхрУ1,2/,г) = ,—-—-^- • (31)

Из формулы (31) сила тока в процессе всего времени затвердевания рассчитывается по следующей зависимости

, = , (32)

при

по

ЯФ(Х..У.А,Т) , (33)

выражение (32) примет вид

■ (34)

Уравнение (34) устанавливает соотношение теплового потока Яф(х1,у„г,,т) с оптимальной силой тока I, проходящего через отливку и'является принципиальным условием обеспечения направленности затвердевания отливок практически неограниченной высоты и входит в исходные данные для программы расчёта технологических параметров. Расчётная величина силы тока зависит от температур отливки и формы в их точке контакта, удельного электросопротивления, а также горизонтальной площади сечения и толщины отливки в расчётной точке.

Безразмерным критерием (полученным из уравнения (32), при оптимальном технологическом процессе направленного затвердевания под действием электрического тока) является параметр К, =1 (35) для части отливки в области её контакта с прибыльной частью. К, - критерий интенсивности электронагрева (частный случай К, =1 при условии баланса энергий электронагрева и боковою теплоотвода).

К _ 12рХ(х„У„г,) ' Р.я(У,)29(Х,,У„*., Т)'

Для отливки постоянного сечения при К,>1 температура верхней части отливки будет расти, что приведёт к повышению температурного градиента, уменьшению скорости

затвердевания и, возможно, направленному плавлению, а при К, < 1 будет иметь место монотонное снижение температуры жидкого сплава в верхней части отливки. При достаточно низком значении К,=К|"Р произойдет недопустимое уменьшение температурного градиента и преждевременное охлаждение верхней части отливки с образованием «моста» и прекращения питания из прибыли.

6ремя,сШ5 00-3065

Температура, С Жидкая фаза % Тл-1370То1250

Изопотенциальная поверхность 81 в области контакта кристаллизатор-форма.

и=о.

Рисунок 8 - Схема моделирования направленной кристаллизации лопатки ГТД в оболочковой форме с тепловым действием электрического тока

Здесь К,кр - критическое значение параметра К, при котором прекращается направленное затвердевание

Направленное затвердевание будет происходить в определённом интервале значения К,кр < К, < 1 .

Выполненные рассуждения являются корректными при рассмотрении затвердевания протяжённых отливок постоянного сечения

Для отливки переменного сечения влияние значения К, на изменение температуры в верхней части отливки зависит от геометрии фасонной отливки. 6 более общем виде соотношение теплового потока и силы тока, вводимое в программу для расчёта, представляет собой выражение

4

где К| = 1 - частный случай.

Так как точка (хьу^) является координатой последней каши затвердевающей отливки, то очевидно, что значение параметра К, на всей поверхности отливки должно удовлетворять двум условиям.

1. К( (Х|,у;,гО >*= К) (х,у,г),

где К| (х,у,г) - значение параметра К, на всей остальной поверхности отливки.

2. Параметр К, (х,у,г) должен возрастать в направлении продвижения фронта затвердевания.

По физическому смыслу К, представляет собой отношение удельного количества тепла .¡2р , выделенного за счёт прохождения электрического тока, к плотности теплового потока я от расплава через форму в окружающую среду. Следовательно К, характеризует интенсивность электронагрева сплавов при наличии бокового или осевого теплоотвода. Очевидно, что при условии баланса джоулева тепла (активной мощности) и отводимого теплового потока Кр1. Это условие должно выполняться для затвердевания части отливки, находящейся в контакте с прибылью, что бы обеспечить питание отливки жидким расплавом.

Для обеспечения направленного затвердевания отливки в осевом (вертикальном) направлении (по оси Ъ ) и по сечению в горизонтальной плоскости от периферии к центру значения этих критериев К,(7) и К,(Р) должны быть меньше.

Математическая модель (28 - 34) реализована в программе САМ ЛП «ПОЛИГОН». Ниже представлен типичный пример расчёта условий затвердевания отливки лопатки газовой турбины высотой 855 мм с поперечными габаритами 202 и 342 мм в электрокорундовой форме с толщиной стенки 20 мм.

При выборе технологии литья с электронагревом металла необходимо выполнить предварительный анализ отливки с точки зрения распределения по поверхности отливки значений критерия К;. Направленное затвердевание отливки будет обеспечено, если значение данного критерия будет монотонно возрастать от периферийной части отливки к прибыли. Рассмотрим распределение К; на поверхности отливки в различные моменты затвердевания.

Распределение К, в вертикальном направлении

На рисунке 9а представлена 30 геометрическая модель лопатки 4-ой ступени ГТД 110, с отмеченными расчётными точками.

Точки 1-5 расположены на поверхности отливки. Соответственно точки 6-10 расположены на поверхности формы (не показано). Точке 1 отливки соответствует точка 6 формы, далее 2-7, 3-8,4-9, 5-10.

В начальный момент времени наблюдается монотонное повышение значения критерия К]' снизу вверх. Это является необходимым условием направленности затвердевания в вертикальном направлении. На рисунке 96 представлено графическое

изображение расчетных данных. В процессе всего времени затвердевания характер распределения К] аналогичен - наблюдается его монотонное повышение снизу вверх. Другими словами - первая производная функции К,(у) должна быть >0 по всей высоте отливки

Ж, (у)

>0.

Это важнейшее условие при выборе метода направленного затвердевания (направленной кристаллизации).

0,9 Ь*

Ж

Е 0,7

5

о X

99 ■

Я 0,5

V

н X X

« 03

ол

К

2500 5000 7500 10000 12500

Время,с

б)

а - 30 геометрическая модель лопатки 4-й ступени ГТД НО, с отмеченными расчётными точками; б - изменение критерия интенсивности по высоте лопатки в процессе затвердевания

Рисунок 9 - Геометрическая модель лопатки 4-й ступени ГТД 110 и изменение критерия интенсивности по высоте лопатки в процессе затвердевания

На рисунке 10а изображены расчетные точки верхнего горизонтального сечения лопатки согласно расчётной схемы, а на рисунке 106 представлена зависимость критерия интенсивности от длинны хорды сечения лопатки.

Критерий К, описывает соотношение интенсивности электронагрева к внешней теплоотдаче. При значении К, = 1 имеет место баланс энергий от электронагрева и бокового теплоотвода. При нарушении этого баланса будет происходить разогрев или охлаждение металла.

Очевидно, что если значение К, будет возрастать в направлении от кристаллизатора к прибыльной части отливки, то в этом направлении будет идти направленное затвердевание. Так как величина силы тока в направлении его течения является величиной постоянной для любого момента времени, то уравнение для определения К, можно использовать для предварительного анализа отливки на предмет возможности её направленного затвердевания.

—•—Ос —605 с -ь- 12585 с

а) б)

Рисунок 10 - Поперечное сечение лопатки 4-ой ступени ГТД 110 и формы, с отмеченными расчётными точками «а» и изменение критерия интенсивности в направлении хорды лопатки в процессе затвердевания «б»

Если ввести другой критерий Кго, являющийся отношением критерия К/х,у,г). рассчитанного с любой другой точки поверхности отливки к критерию К}(х„у„2,) в области прибыли, то он будет характеризовать свойство отливки в части её способности к направленному затвердеванию в данной точке (х,у,г) по отношению к точке с координатами (х„у„г,).

К = I2 д^уЧл,) _ ,37)

" Ра,ц(у)1ц{х,у,2^)11рХ{х„у1,г1)

После преобразования (37) имеем (38)

К _ Х(х,у,г)Рич{у1)1д(х1,у„21)

РцЛУ^Ф-У'^Щ'Х.'У.'-У

Значение критерия Кт >1 является необходимым, но недостаточным признаком, определяющим направленность зат'вердеванйя.

Достаточным признаком направленности затвердевания является то. что бы имел место непрерывный рост значения КП1 по высоте отливки в направлении к прибыльной части, т. е. первая производная Кт функция (38) по высоте отливки не должна принимать отрицательных значений

5К»(У)>0. (39)

ду

При выборе технологии литья методом направленного затвердевания под действием электрического тока необходим предварительный анализ геометрии

отливки, её удельного электросопротивления, расположения или перемещения тепловых зон, т. е. всех технологических параметров, которые могут найти отражение в значениях величин входящих в формулу Кт. В зависимости от соотношения данных параметров могут быть назначены оптимальные технологии литья.

Основные факторы, влияющие на направленность затвердевания отливок.

1. Изменение удельного электросопротивления (р) сплава по высоте отливки в процессе её направленного затвердевания.

2. Изменение толщины (X) отливки по её высоте в процессе направленного затвердевания.

3. Изменение площади поперечного сечения Р^ отливки по её высоте в процессе затвердевания.

4. Изменение плотности теплового потока по высоте отливки яф в процессе кристаллизации.

При этом возможно следующее варьирование параметрами, входящими в формулу для Кщ, положительно влияющих на направленность затвердевания.

1. При отсутствии температурного градиента в вертикальном направлении печи подогрева, постоянном коэффициенте теплоотдачи с поверхности формы необходимо выбирать отливку с постоянным сечением или уменьшающейся площадью горизонтального сечения в направлении от кристаллизатора к прибыли.

2. Создание градиента теплового потока в направлении «кристаллизатор -прибыль» за счёт:

а) создания положительного температурного градиента в печи подогрева по высоте формы;

б) изменения толщины формы по её высоте;

в) создания теплоизоляционных зон по высоте отливки (например, использование керамического войлока с переменной толщиной по высоте формы).

3. Введение последовательной снизу - вверх зоны охлаждения путём извлечения формы из печи подогрева, использования жидкометаллического холодильника или газового охладителя.

4. Изменение площади поперечного сечения отливки в процессе её кристаллизации за счёт введения в тело отливки электроизоляционного стержня и извлечения его вверх со скоростью продвижения фронта затвердевания.

5. Создание условий для направленной кристаллизации за счёт разогрева внутренней полости формы при К, >1 (последовательное оплавление) и последующее отключение электрического тока.

Технологические параметры литья, полученные на основе математической модели (28 - 34) использованы на НПО САТУРН для отливки партии лопаток 4-ой ступени двигателя ГТД 110. Лопатки отвечали техническим требованиям по плотности и механическим свойствам.

Разработанная трёхмерная математическая модель направленного затвердевания отливки под действием электрического тока реализована в программе моделирования литейных процессов «ПОЛИГОН». Установлено оптимальное соотношение силы тока и плотности теплового потока в заданной области контакта отливка - форма, которое является краевым условием для расчёта параметров затвердевания отливки с электронагревом металла (рисунок 11).

50 000 100 000 150 000 200 000 250 000 Тепловой поток, Вт/и'

Рисунок 11 - Оптимальное соотношение силы тока и плотности теплового потока в области контакта отливка-форма в верхней части отливки

Определён критерий Кш , позволяющий провести предварительный анализ геометрии и теплофизических свойств отливки с точки зрения эффективности использования данного метода литья.

Адекватность математической модели для реальной отливки со сложной геометрией позволяет моделировать новые технологические процессы литья с использованием электронагрева металла, в том числе и с введением специальных зон охлаждения литейной формы с целью повышения эффективности литья.

В четвёртой главе представлены новые разработки вакуумного плавильно-заливочного оборудования для направленного затвердевания протяжённых тонкостенных отливок до 800 мм УПВ6-НК и направленной кристаллизации УППФ1АМ для лопаток до 150 мм применительно к технологии литья с электронагревом металла.

В пятой главе изложены результаты промышленного опробования результатов исследования. В литейном цехе НПО САТУРН на установке УПВ6-НК отливали крупногабаритные турбинные лопатки из сплава ЧС88У-ВИ 4-ой ступени двигателя ГТД 110 высотой 600 мм методом направленного затвердевания под действием электрического тока.

Кроме того, на НПП «Машпроекг», г. Николаев были проведены усталостные испытания турбинных лопаток 3-ей ступени ГТД 110. Одна из лопаток, залитая из 100 % возврата сплава ЧС88У-ВИ, выстояла при усталостных испытаниях на собственных частотах колебаний 178 - 190 Гц последовательные нагрузки при максимальных напряжениях 140, 160, 180 МПа при 20 млн. циклах для каждого нагружения и сломалась при напряжении 220 МПа после наработки 14,7 млн. циклов. Суммарная наработка при напряжениях от 140 до 220 МПа составила 74,7 млн. циклов.

Результаты испытаний механических свойств образцов, вырезанных из замковой части лопатки 3-ей ступени ГТД 110, имеющей величину макрозерна 0,3 - 1 мм, а также отдельно отлитых образцов из 100 % свежего сплава ЧС88У-ВИ приведены в таблицах 1,2.

Таблица 1 - Механические свойства образцов из сплава ЧС88У-ВИ, вырезанных из тела турбинной лопатки 3-ей ступени ГТД 110

№ Кратковременная прочность Длительная прочность

Т,°С <г, МПа 5,% Т,°С <т, МПа Время до разру шения, ч

Среднее значение 900 728 14 20,8 900 280 110

Норма технических условий 900 >650 £8 >16 900 280 2:100

Таблица 2 - Результаты испытания длительной жаропрочности на отдельно отлитых образцах из сплава ЧС88У-ВИ

№ Температура испытания, °С Напряжение, МПа Время до разрушения, ч

Среднее значение 900 280 155

Норма технических условий 900 280 г 100

Вес литниково-питающей системы крупногабаритных лопаток турбины двигателя ГТД 110, отлитых на установке УПВ 6-НК, составил б кг на две лопатки весом 10 кг каждая. Итого экономический эффект от применения опытной технологии отливки на УПВ 6-НК 3.2 млн. руб.

Литьё лопаток ГТД длиной 150 мм - вторая ступень турбины и 130 мм со стержнем - первая ступень с направленной структурой производилось на модернизированной установке УППФ1АМ на НПО САТУРН. Отливки имели мелкостолбчатую структуру с углом разориентировки зёрен не более 2 - 5 0 По данной методике была отлита партия образцов из сплава ЖС6У, которая прошла стандартные испытания механических свойств. Испытаны механические свойств образцов из сплава ЖС6У. Кратковременные испытания:

1020. _ 860 . 8 . 10.. ,

/т=-МПа,гг =-МП а, о =—%,v =—% (в числителе значение свойств при

°в 860 775 8.5 г 13 У

20, в знаменателе - при 900 °С) . Длительная прочность в течение 40 часов и

температуре испытания 975 °С : а«5 =260 МП а, 5=14%, у/ =25%. Сопротивление

усталостному разрушению: o.j = 270 МПа на базе 1*107 циклов и температуре

испытания 20 °С и а.] = 330 МПа при 900°С. Макроструктура лопаток и

механические свойства соответствуют требованиям для лопаток с направленной

структурой.

Достаточно высокий уровень механических свойств образцов и характер структуры лопаток подтверждает работоспособность нового метода направленного

затвердевания и направленной кристаллизации в «холодных» формах на типовом оборудовании для вакуумного жаропрочного литья при его незначительной модернизации.

Основные выводы.

1. Впервые теоретически установлена и подтверждена экспериментально возможность последовательного затвердевания протяжённой отливки при воздействии электрического тока в неподвижной форме при постоянной температуре окружающей среды при условии, что удельное электросопротивление жидкого сплава больше чем твёрдого. Определены тепловые условия последовательного затвердевания отливки, последовательного оплавления, динамического равновесия, начала объёмного плавления и объёмного затвердевания в условиях одинаковой и постоянной температуры окружающей отливку среды

2. Исследованы особенности процесса затвердевания тонкостенных протяжённых отливок при пропускании электрического тока через металл и разработаны новые способы литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливок в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры соя иду са сплава, что позволяет использовать менее огнеупорные и более дешёвые материалы форм, сократить энергоёмкость процесса и исключить из производства графитовую нагревательную оснастку. Принцип управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве заключается в поддержании постоянной, требуемой температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса. Это достигается изменением плотности тока или соответственно напряжения на отливке, а также выбором необходимой интенсивности теплопередачи от отливки к поверхности печи подогрева. На основе выполненных расчётов установлено, что за счёт плотности тока в отливке и при выборе соответствующей интенсивности её охлаждения обеспечивается управляемый переход процесса направленного затвердевания с образованием в отливке равноосной структурой к направленной кристаллизации с образованием столбчатой структуры на одном и том же оборудовании.

3. Разработана математическая модель процесса направленного затвердевания при электронагреве отливки и определёна система критериев Н, , К], Кш, Уи, устанавливающих в безразмерном виде взаимосвязь условий теплообмена с величиной двухфазной зоны и скоростью кристаллизации. Основными факторами, влияющими на критерии скорости затвердевания W и величины двухфазной зоны Н, является "степень нагрева жидкого металла и интенсивность теплообмена В1 между отливкой и печью подогрева. С увеличением скорость затвердевания и величина двухфазной зоны уменьшаются. С увеличением В1 скорость растёт, а двухфазная зона сокращается, что повышает производительность процесса и плотность отливки. Критерий К^- отражает многообразие теплофизических параметров направленного затвердевания при воздействии электрического тока и характеризует интенсивность электронагрева сплавов при наличии бокового и осевого теплоотвода. При К,=1 обеспечиваются стабильные условия для направленного затвердевания. Критерий Кт получен для предварительной оценки геометрии и технологических параметров с целью выбора метода литья на стадии проектирования технологического процесса. Критерий Уи определяет условия для

направленного затвердевания и направленного оплавления в условиях электронагрева отливки и объединяет тепловые условия литья и теплофизические свойства отливки.

4. Внедрена в отечественную программу расчёта литейных процессов «ПОЛИГОН», широко эксплуатируемую в России и СНГ, математическая модель затвердевания для трёхмерных геометрических объектов с учётом электронагрева отливки, которая позволяет на основе заданной величины критерия Kj выполнить расчёт силы тока и напряжения, подаваемого на отливку в зависимости от времени затвердевания. Введены в базу данных программы «ПОЛИГОН» температурная зависимость удельного электросопротивления сплавов в жидком и твёрдожидком состояниях, а также коэффициент теплопередачи от отливки к печи подогрева формы, полученные по оригинальной методике измерения этих теплофизических величин.

5. Результаты исследований прошли промышленное опробование на НПО САТУРН. Использована программа расчета на ЭВМ основных технологических параметров литья лопаток ГТД с направленной структурой новым способом электронагрева металла. Получена опытная партия лопаток до 150 мм с направленной структурой и углом разориенгировки зёрен не более 2", а также партия крупногабаритных лопаток до 600 мм с равноосной структурой. Испытание механических свойств образцов, проведённых на Hi 111 «Машпроекг», г. Николаев, в ГНЦ «ВИАМ» и НПО САТУРН, показали, что отливки из сплавов ЖС6У, ЧС88У-ВИ полученные методом электронагрева, соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям с равноосной и направленной структурами. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составит 3200 тыс. рублей в год за счёт снижения энергоёмкости процесса, упрощения конструкции установок для направленной кристаллизации и уменьшения производственных площадей.

6. Разработаны и введены в эксплуатацию на НПО САТУРН промышленные установки УПВ6-НК для направленного затвердевания и установка УППФ1-АМ для направленной кристаллизации отливок из жаропрочных сплавов с использованием электронагрева металла.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1 Неуструев, А. А. Расчёт параметров направленного затвердевания отливок при прямом электронагреае металла [Текст] / А. А. Неуструев, Ю. Н. Калюкин // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. - 1988. -№1.-С. 124-128.

2 Калюкин, Ю. Н. Моделирование направленного затвердевания жаропрочного сплава под действием электрического тока [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Известия вузов. Чёрная металлургия.-2002. -№ 11. -С. 48-52.

3 Калюкин, Ю. Н. Направленное затвердевание жаропрочного сплава под действием элеюрического тока [Текст] I Ю. Н. Калюкин И Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства. -2003. - № 4. -С. 7-12.

4 Калюкин, Ю. Н. Направленная кристаллизация лопаток газотурбинных двигателей в формах, нагретых до температуры ниже солидуса сплава [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства).-2003. - № З.-С. 32-34.

5 Калюкин, Ю. Н. Структура и свойства жаропрочного сплава в отливках с направленным затвердеванием под действием электрического тока [Текст] Ю. Н. Калюкин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства).- 2003. - № 5.-С. 32-34.

6 Калюкин, Ю. Н. Высокоэффективная технология литья крупногабаритных лопаток ГТД [Текст] / Ю. Н. Калюкин, Ю. Ю. Мальцева, М. Д. Тихомиров [и др.] // Литейное производство.-2001. -№ 11-С. 7-9.

7 Калюкин, Ю. Н. Изготовление лопаток газотурбинных двигателей в формах с температурой ниже солидуса сплава [Текст] / Ю. Н. Кашбкин // Литейное производство. - 2001. -№ И. -С. 5-6.

8 Калюкин, Ю. Н. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Литейное производство-1997.-№4. -С. 33.

9 Калюкин, Ю. Н. Управление процессом направленной кристаллизации [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Двигатель. -2002. -К» 1. -С. 28.

10 Драпкин, Б. М. Изучение модуля Юнга и внутреннего трения в интервале температур от 20 °С до Тт включительно [Текст] / Б. М Драпкин,

A. А. Бирфельд, В. К Кононенко, Ю. Н. Калюкин // Физика металлов и металловедение-1980.-Т.49, вып. 5.-С. 1080-1085.

11 А. с. 1046015 СССР, МКИ3 В 22 Б 27/04 Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). - № 3417687/22-02; заявл. 08.04.82; опубл. 07.10.83, Бюл. № 37. - 3 с.

12 А. с. 1057169 СССР, МКИ 3 В 22 Б 27/04 Способ получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). -№ 3470375/22-02; заявл. 08.07.82; опубл. 30.11.83, Бюл. № 44. - 4 с.

13 А. с. 1374562 МКИ В 22 Б 27/04 Способ получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). -№ 4014688/31-02; заявл. 23.01.86; не опубл. -3 с.

14 А. с. 1218561 МКИ 3 В 22 Б 27/04. Устройство для получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / П. В. Лебедев, Ю. Н. Калюкин, В. Ф. Котов,

B. И. Шварц, М. И. Маресев, С. А Гладышев, С. А. Петухов, Э. Ф. Мордвинов (СССР).-№ 3721173; заявл. 10.01.84; ие опубл. -3 с.

15 Пат. 2201313 Российская Федерация, МПК7 В 22 Б 27/04. Устройство для изготовления отливок направленным затвердеванием [Текст] / Калюкин Ю.Н.; Почкарёв Ю.А.; Варенцов В.В.; заявитель и патентообладатель науч.-производ. обьед. «Сатурн». -№ 2001114234; заявл. 23.05.01; опубл. 27.03.03, Бюл. № 9.(ч2).- 4 с.'

16 Пат. 2238170 Российская Федерация, МПК 7 В 22 Б 27/04. Способ получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Калюкин Ю. Н., Серебряков С. П., Мальцева Ю. Ю., Почкарёв Ю. А., Варенцов В. В.; заявитель и патентообладатель науч.-производ. обьед. «Сатурн».-№ 2002120957; заявл. 30.07.02; опубл. 20.10.04, Бюл. № 29. - 3 с.

17 Свид. 28337 Российская Федерация, МПК 7 В 22 Б 27/04. Устройство для получения отливок направленным затвердеванием [Текст] / Калюкин Ю. Н., Мальцева Ю. Ю., Почкарёв Ю. А., Варенцов В. В.; заявитель и обладатель науч.-производ. обьед. «Сатурн». -№ 2002121375, заявл. 12.08.02; опубл. 20.03.03, Бюл. № 8.- 1с.

Ш - 33 9 4

18 А. с. 1783686 СССР МКИ3 В 22 Б 27/04. Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией [Текст] / П. В. Лебедев, Ю. Н. Калюкин, В. Ф. Котов, В. Н. Шварц, Э. С. Судаков, О. С. Ицкович (СССР). - № 4779254/02; заявл. 08.01.90; не опубл. - 3 с.

19 А. с. 1578925 СССР МКИ 3 В 22 В 27/04. Способ получения отливок направленной кристаллизацией [Текст] / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев, Э. С. Судаков (СССР). -№ 4454523; заявл. 05.07.88; не опубл. - 4 с.

20 А. с. №786378 СССР МКИ 3 С 22 С 35/00. Модификатор для алюминиевых бронз [Текст] / А. Я. Ларионов, Ю. Н. Калюкин (СССР). -№ 2801800/22-02; заявл. 27.07.79; не опубл. - 4 с.

21 Лебедев, П. В. Расчёт температурного поля при затвердевании широкоинтервального сплава методом конечных разностей [Текст] / П. В. Лебедев, Ю. Н. Калюкин // Совершенствование технологических процессов в литейном производстве. - Ярославль: ЯПИ, 1983. - С.44 - 47.

22 Лебедев, П. В. Способ направленной кристаллизации в формах, нагретых ниже ликвидуса сплава с подогревом электрическим током [Текст] / П. В. Лебедев, Ю. Н. Калюкин // Прогрессивные технологические процессы в литейном производстве. - Ярославль: ЯПИ, 1985. - С.89-92.

23 Калюкин, Ю. Н. Расчёт параметров прямого электронагрева отливки в процессе ее направленного затвердевания [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Интенсификация и совершенствование технологических процессов в литейном производстве. - Ярославль: ЯПИ, 1987. - С. 52-53.

24 Калюкин, Ю. Н Направленное затвердевание крупногабаритных лопаток под действием электрического тока [Текст] Ю. Н. Калюкин // Газотурбинные технологии. - 2002. -№ 6. -С. 8-12.

25 Калюкин, Ю. _ Н. Направленное затвердевание протяжённых тонкостенных отливок под действием электрического тока [Текст] Ю. Н. Калюкин // Авиационная промышленность. - 2001. - № 4. - С. 51-53.

26 Калюкин, Ю. Н. Моделирование направленной кристаллизации жаропрочного сплава под действием электрического тока [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Литейщик России. - 2002. - № 6. - С. 23-27.

27 Калюкин, Ю. Н. Структура и свойства жаропрочного сплава в отливках с направленным затвердеванием под действием электрического тока [Текст] Ю. Н. Калюкин // Литейщик России.-2002. - № 5. С. 22-25.

28 Калюкин, Ю. Н. Направленная кристаллизация турбинных лопаток ГТД [Текст] / Ю. Н. Калюкин // Электрометаллургия. - 2002. - № 10. - С. 18-20.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 7.02.2006. Формат 60x84 1/16. Уч-изд.л. 2. Тираж 100. Заказ 19

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

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТЯЖЁННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.1 Физические и технологические факторы, обусловливающие формирование отливки с регламентированным размером зерна.

1.2 Современный уровень техники и технологий литья отливок ответственного назначения из жаропрочных сплавов.

1.3 Электромагнитное воздействие на затвердевающий сплав 62 ф 1.4 Методы математического моделирования процессов затвердевания отливок.

1.4.1 Общие положения.

1.4.2 Моделирование затвердевания трёхмерных геометрических объектов.

1.5 Выводы и постановка задачи исследования.

2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА

ОТЛИВКУ.

• 2.1 Определение температурной зависимости электросопротивления промышленных сплавов.

2.2 Методика экспериментального определения коэффициента теплопередачи от отливки в окружающую среду в условиях вакуума в процессе электронагрева сплава.

2.3 Разработка способов литья и методики экспериментального исследования затвердевания отливки под действием электрического тока на модельном сплаве.

• 2.4 Разработка опытно-промышленного оборудования для литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при воздействии электрического тока на отливку.

2.5 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИТЬЯ С ЭЛЕКТРОНАГРЕВОМ МЕТАЛЛА.

3.1 Аналитическое решение задачи о температурном поле отливки с учётом внутренних источников джоулевой теплоты для одномерного теплового потока.

3.2 Анализ процесса затвердевания с помощью критериальных комплексов.

3.3. Условия реализации направленного затвердевания и направленной кристаллизации при электронагреве сплава.

3.4 Математическое моделирование процессов затвердевания отливок при воздействии электрического тока для ф трёхмерных геометрических объектов.

3.4.1 Моделирование направленного затвердевания протяжённых отливок.

3.4.2 Моделирование направленной кристаллизации лопаток ГТД в формах с температурным градиентом при воздействии электрического тока в процессе кристаллизации

3.4.3 Моделирование направленной кристаллизации крупногабаритных отливок ГТД в формах с подвижной зоной охлаждения при воздействии электрического тока в процессе * кристаллизации.

3.5 Технологические варианты направленного затвердевания и направленной кристаллизации методом электронагрева.

3.5.1 Направленное затвердевание и направленная кристаллизация с использованием жидкометаллического охладителя.

3.5.2 Способ направленной кристаллизации с электронагревом металла в формах, нагретых перед заливкой до температуры ниже солидуса сплава.

3.6 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ВАКУУМНОГО ПЛАВИЛЬНО

ЗАЛИВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ОТЛИВОК

4.1 Установка УПВ6-НК для направленного затвердевания крупногабаритных отливок высотой до 800 мм.

4.2 Установка УППФ1-АМ для направленной кристаллизации лопаток ГТД высотой до 150 мм.

• 4.3 Выводы. ф 5 ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 Физико-механические свойства отливок, полученных методом направленного затвердевания и с использованием электронагрева отливки.

5.2 Механические свойства отливок с направленной кристаллизацией.

5.3 Выводы.

В настоящее время в условиях рыночной экономики перед заготовительным производством предприятий авиадвигателестроительной и энергетической отрасли наиболее актуальной задачей является создание экономичных технологических процессов [1] за счёт снижения металлоёмкости литых заготовок из дорогостоящих жаропрочных сплавов. Особенно остро стоит вопрос в создании конкурентноспособной продукции, не уступающей по своему качеству и цене лучшим зарубежным образцам. Это может быть достигнуто за счёт снижения энергоёмкости технологических процессов с максимальной экономией материалов в части их расходования на технологические нужды. К литым изделиям ответственного назначения, таким как лопатки газовых турбин, а также створки авиационных двигателей предъявляются всё более высокие требования по ресурсу. Эксплуатационные свойства деталей данного класса определяются химическим составом [2-6] и условиями формирования кристаллической структуры отливки в процессе её затвердевания. Для достижения высокого качества и экономичности необходимо управлять технологическими процессами литья на основе использования методов активного физического воздействия на затвердевающий металл.

Проблема производства литых лопаток для авиационных и судовых газотурбинных двигателей, а также энергетических установок связана с минимальным расходом дорогостоящих жаропрочных сплавов, стоимость которых в 2005г. повысилась более чем в 2 раза. В соответствии с требованиями международных стандартов и системы качества в отливках не допускается использование в составе шихты металла вторичного переплава (возврата). Эти же требования распространяются и на технические условия литья лопаток для двигателей с повышенным ресурсом. Например, для энергетической турбины двигателя ГТД 110 требуется ресурс 25 тыс. часов до капитального ремонта. В связи с эти резко возрастают затраты производства и себестоимость отливок. Так для литья турбинной лопатки 4-ой ступени ГТД 110 весом 10 кг высотой 700 мм в существующих технологических процессах литейная прибыль составляет 50 кг при традиционной технологии (применение стояка с боковым подводом питания в перо лопатки). При использовании керамического войлока с неравномерным утеплением различных по высоте зон лопатки удаётся сократить вес прибыли до 16 кг, не более. Возврат сплава (забракованные отливки, литниковые системы, прибыли и т. п.), остающийся на предприятии отправляют на металлургические заводы по цене на 70 % ниже стоимости исходных свежих материалов. Для повышения коэффициента использования металла (КИМ) могут быть использованы методы направленной кристаллизации (НК), которые обеспечивают получение плотных отливок практически без литейной прибыли и литниковой системы [7-10]. Но эти методы не всегда экономичны для отливок с равноосной структурой. Более экономичными являются методы направленного затвердевания [11]. Однако существующие методы направленного затвердевания (НЗ) имеют КИМ значительно ниже, чем в методах НК. Поэтому задача создания технологий литья лопаток с равноосной структурой, в которых КИМ при НЗ приближался бы к КИМ в НК является весьма актуальной.

Используемые в настоящее время методы направленной кристаллизации лопаток авиационных газотурбинных двигателей являются весьма энергоёмкими, так как связаны с нагревом формы перед заливкой до температуры на 150 - 200 °С выше ликвидуса сплава (1560 - 1680 °С). В широко известных вакуумных плавильно-заливочных установках, используемых как в России (УВНК8П, УВНК9П, УВНК 14 и др.) так и за рубежом, используют тепловой узел с дорогостоящей графитовой нагревательной оснасткой и перемещают форму сверху вниз в зону охлаждения. Необходимость перемещения отливки относительно зоны нагрева увеличивает габариты вакуумных установок, что повышает их стоимость и снижает технико - экономические показатели производства в части необходимости использования больших производственных площадей. Стоимость теплового узла из графита составляет $ 25тыс. Через 50-100 плавок требуется замена нагревателя.

Известно, что при высокоскоростной направленной кристаллизации лопаток газотурбинных двигателей, проводимой в печах типа УНВК-8П в качестве жидкометаллического охладителя используют расплав алюминия с температурой 700-750 °С [222]. При этом температура верхнего и нижнего нагревателей формы составляет 1540-1560 °С. Процесс охлаждения тигля часто сопровождается вскипанием расплава и зарастанием формы и графитовых нагревателей порошкообразным веществом серого цвета. Основными продуктами "вскипов" являются нитрид и карбид алюминия. Причиной их образования на поверхности нагревателя и формы является высокая химическая активность расплава алюминия в условиях невысокого вакуума (13,3-1,33 Па) и наличие в атмосфере печи азота, кислорода, а также активной формы атомарного углерода. Накопление азота в объеме печи, а также способность нитрида алюминия разлагаться усиливает процесс испарения алюминия из расплава и стимулирует образование карбида алюминия на поверхности нагревателя. Наросты на внешней поверхности корундовой формы и на графитовом нагревателе (вскип), а также тугоплавкие включения в расплаве алюминия приводят к преждевременному износу тиглей и нагревателей, что повышает трудоемкость работы и изнашиваемость оборудования.

Технологический цикл для лопаток длиной до 130 мм составляет 1,5-2 часа. Такой длительный технологический цикл связан с временем нагрева литейной формы в диапазоне от 20 до 1560 °С, самим процессом НК, термостабилизации отливки при температуре 900 °С после её кристаллизации и другими технологическими факторами. Такой длительный технологический цикл снижает эффективность использования прогрессивного метода литья НК. В связи с этим актуальной задачей является разработка более высокопроизводительных способ литья НК и нового оборудования.

Таким образом, в области литейного производства при производстве газотурбинных двигателей существуют следующие проблемы:

- использование только свежих шихтовых материалов предъявляет более высокие требования по КИМ для жаропрочных сплавов;

- использование дорогостоящей графитовой оснастки в установках для направленной кристаллизации и жидкометаллического алюминиевого охладителя создаёт высокую эксплуатационную стоимость в части частой замены нагревателей, длительного технологического цикла, возможность вскипов жидкого алюминия;

- необходимость перемещения отливки относительно зоны нагрева обуславливает создание больших габаритов, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях вакуумных установок, что повышает их первоначальную и эксплуатационную стоимость.

Решение данных проблем позволит существенно сократить издержки производства в части расходования материальных ресурсов, снизить цену двигателя и обеспечить предприятиям отрасли соответствующую нишу рынка создания газотурбинных двигателей.

Цель диссертационной работы.

Создание основ теории и технологии литья с электронагревом металла для повышения технико-экономических показателей производства высоконагруженных литых изделий из жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей и энергоустановок.

Для достижения указанной цели требуется решение следующих основных задач.

1. Разработка математической модели и программного обеспечения для расчёта технологических параметров литья с учётом внутренних источников теплоты от воздействия электрического тока на материал отливки.

2. Изучение закономерностей процессов литья с электронагревом металла, обеспечивающих достижение высоких технико-экономических показателей литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией отливок из жаропрочных сплавов.

3. Разработка способов создания тепловых условий литья путём воздействия на металл электрическим током для получения отливок с заданными эксплуатационными свойствами.

4. Разработка безразмерных критериев, устанавливающих взаимосвязь теплофизических свойств материала отливки и технологических параметров литья для обеспечения условий направленного затвердевания отливок любой протяжённости с температурой поверхности литейной формы ниже солидуса сплава.

5. Разработка методики определения электрических параметров вновь проектируемого оборудования для литья с электронагревом металла.

6. Экспериментальная проверка программного обеспечения и результатов исследования на промышленном оборудовании.

7. Внедрение в производство результатов исследования.

Научная новизна.

1. Впервые теоретически установлена и подтверждена экспериментально возможность последовательного затвердевания отливки при воздействии электрического тока в неподвижной форме при постоянной температуре окружающей среды для сплавов, имеющих удельное электросопротивление в жидком состоянии больше чем в твёрдом.

3. Разработаны тепловые основы теории литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливок в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры солидуса сплава. Выявлены условия перехода процесса направленного затвердевания к направленной кристаллизации при характерном (критическом для каждого сплава) отношении температурного градиента в области изоликвидуса к скорости кристаллизации.

4. Разработана методика измерения температурной зависимости удельного электросопротивления сплавов в жидком и твёрдожидком состояниях, а также методика измерения коэффициента теплопередачи от отливки к печи подогрева формы. Полученные закономерности указанных параметров в процессе затвердевания отливки учтены при построении математической модели процесса.

5. Разработана математическая модель процесса направленного затвердевания при электронагреве отливки и определён критерий Kj , учитывающий многообразие теплофизических параметров направленного затвердевания при воздействии электрического тока и определяющий в безразмерной форме интенсивность нагрева (охлаждения) поверхности отливки в процессе её затвердевания.

6. Установлен принцип управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве, который заключается в поддержании постоянной (требуемой) температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса. Это достигается изменением плотности тока или соответственно напряжения на отливке, а также выбором необходимой интенсивности теплопередачи от отливки к поверхности печи подогрева.

7. Выявлено, что при воздействии электрического тока на затвердевающий металл с увеличением интенсивности теплообмена (при одной и той же температуре жидкого сплава) между отливкой и окружающей её средой растёт скорость кристаллизации и уменьшается величина двухфазной зоны. Это повышает производительность процесса и плотность отливки за счёт улучшения фильтрации двухфазной зоны во время затвердевания отливки.

8. Выявлены условия, при которых можно обеспечить переход процесса направленного затвердевания с образованием в отливке равноосной структурой к направленной кристаллизации с образованием столбчатой структуры за счёт изменения плотности тока и интенсивности охлаждения.

Практическая значимость работы.

1. Разработаны и введены в эксплуатацию на ОАО «НПО«Сатурн» промышленные установки УПВ6-НК для направленного затвердевания и установка УППФ1-АМ для направленной кристаллизации отливок из жаропрочных сплавов.

2. Разработаны программы для автоматизированного расчёта технологических параметров литья для одномерных геометрических объектов. Математическая модель для трёхмерных геометрических объектов с учётом внутренних источников теплоты от джоулева тепловыделения введена в пакет прикладной программы расчёта литейных процессов «ПОЛИГОН».

3. Разработаны новые способы и устройства для направленной кристаллизации и направленного затвердевания жаропрочных сплавов в отливках для газотурбинных двигателей воздушного, наземного и морского применения, обеспечивающих повышение плотности отливок, их механических свойств, экономию металла и электроэнергии.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- корректным использованием теоретических положений математической физики, теплотехники и теплопередачи, теории кристаллизации, металловедения, физики и электротехники;

- высокой воспроизводимостью результатов при экспериментальных исследованиях температурных характеристик затвердевающей отливки; высокой степенью приближения математической модели затвердевания отливки к реальным условиям литья благодаря использованию высоких компьютерных технологий в области создания трёхмерных геометрических объектов в системе UNIGRAHPICS;

- положительным результатом при практическом использовании разработок в производстве.

Новизна результатов подтверждается:

- 37 публикациями в ведущих центральных научно-технических журналах и материалах международных, всесоюзных и всероссийских съездов и конференций; десятью полученными авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Разработанные пакеты прикладных программ, рекомендации по созданию нового оборудования и совершенствованию технологического процесса литья внедрены на ОАО «НПО«Сатурн».

Результаты работы в виде математических моделей затвердевания отливки под действием электрического тока для трёхмерных геометрических объектов использованы в программе расчёта литейных процессов САМ «ПОЛИГОН», ООО «Фокад», г. Санкт-Петербург.

Диссертация выполнялась в соответствии с перспективным планом научно-технического развития ОАО «НПО«Сатурн» в части освоения новых перспективных газотурбинных двигателей авиационного, наземного и морского применения.

Автор защищает:

- научно обоснованный и подтверждённый экспериментально факт о возможности последовательного затвердевания отливки при воздействии электрического тока в неподвижной форме при постоянной температуре окружающей среды за счёт различного удельного электросопротивления слава в твёрдом (ртв ) и жидком (рж) состояниях (рж > ртв );

- результаты анализа особенностей процесса затвердевания тонкостенных протяжённых отливок при пропускании электрического тока через металл с целью разработки новых технологических процессов литья, обеспечивающих повышение плотности отливок, их механических свойств, экономию металла и электроэнергии;

- научно обоснованные технические решения (способы и устройства) литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливок в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры солидуса сплава;

- математические модели процесса направленного затвердевания при электронагреве отливки, описывающие эффект внутреннего тепловыделения джоулева тепла с учётом температурной зависимости удельного электросопротивления во всём диапазоне температур существования отливки;

- важнейшие принципы управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве, заключающиеся в поддержании постоянной температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса, которая достигается изменением плотности тока или напряжения на отливке, а также выбором необходимой интенсивности теплопередачи от отливки к поверхности печи подогрева;

- критериальный сравнительно факторный анализ процесса, устанавливающий, что основным определяющим фактором, влияющим на скорость затвердевания отливки и величину её двухфазной зоны (что определяет производительность процесса и влияет на плотность металла), является интенсивность теплообмена между отливкой и печью подогрева. С увеличением интенсивности теплообмена скорость растёт, а двухфазная зона сокращается, что особенно способствует повышению эффективности процесса литья;

- критерий Kj, учитывающий многообразие теплофизических параметров направленного затвердевания при воздействии электрического тока и определяющий в безразмерной форме интенсивность нагрева (охлаждения) поверхности отливки в процессе её затвердевания.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы обсуждались на II (Ленинград, 1983 г.) Всесоюзном съезде литейщиков, на III (Москва, 1997 г.), на IV (Москва, 1999 г.) на V (Москва, 2001 г.) съездах литейщиков России, на 5-ой Республиканской научно-технической конференции «Повышение технического уровня и совершенствование технологических процессов производства отливок», Днепропетровск, 1990 г, на X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов», Рыбинск, 2000 г., на международных Форумах по проблемам науки, техники и образования с присвоением премии «Золотой Диплом - 2001» (Приложение М) в номинации «Прогрессивные промышленные технологии» (учредители Форума - Международная Академия Информатизации - ассоциированный член ООН, Международная Академия Астронавтики, Министерство общего и профессионального образования РФ, Министерство науки и технологий РФ, Комиссия по делам ЮНЕСКО, Российская Академия наук и др.), Москва, 2000, 2001г.г., на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков», Рыбинск 2002 г, на 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», Санкт-Петербург 2002 г., на Всероссийском конкурсе «Инженер года» с присвоением званий «Профессиональный инженер России» (Приложение Д) и «Лауреат конкурса инженер года 2001» (Приложение Г), (Учредители Конкурса - РАН), Москва, 2002 г., на конкурсе 2002 г. на соискание премии Губернатора Ярославской области в сфере науки и техники с присвоением Диплома лауреата (Приложение Ж).

5.3 Выводы

1. Разработаны новые способы и устройства для направленной кристаллизации и направленного затвердевания жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей воздушного, наземного и морского применения.

2. Математическая модель для трёхмерных геометрических объектов с учётом внутренних источников теплоты от джоулева тепловыделения внедрена в программе расчёта литейных процессов «ПОЛИГОН».

3. Результаты исследований прошли промышленное опробование на ОАО «НПО» Сатурн».

4. Получена опытная партия лопаток с направленной структурой и углом разориентировки зёрен не более 2 0 на кромке пера лопатки.

5. Испытание механических свойств образцов проведённых на ОАО «НПО«Сатурн», показали, что отливки из сплава ЖС6У, полученные методом прямого электронагрева, соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям с равноосной и направленной структурами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые теоретически установлена и подтверждена экспериментально возможность последовательного затвердевания отливки при воздействии электрического тока в неподвижной форме при постоянной температуре окружающей среды при условии, что удельное электросопротивление жидкого сплава больше чем твёрдого.

2. Определены тепловые условия последовательного затвердевания отливки, последовательного оплавления, динамического равновесия, начала объёмного плавления и объёмного затвердевания в условиях одинаковой и постоянной температуры окружающей отливку среды.

3. Определён критерий Yu направленности затвердевания в условиях воздействия электрического тока, объединяющий тепловые условия литья и теплофизические свойства отливки.

4. Исследованы особенности процесса затвердевания тонкостенных протяжённых отливок при пропускании электрического тока через металл, что позволило разработать новые технологические процессы литья, обеспечивающие повышение качества отливок, их механических и эксплуатационных свойств, экономию металла и электроэнергии.

5. Разработаны способы литья с направленным затвердеванием и направленной кристаллизацией при электронагреве отливок в формах, имеющих температуру перед заливкой ниже температуры солидуса сплава, что позволяет использовать менее огнеупорные и более дешёвые материалы форм, сократить энергоёмкость процесса и исключить из производства графитовую нагревательную оснастку.

6.Разработана методика измерения температурной зависимости удельного электросопротивления сплавов в жидком и твёрдожидком состояниях, а также методика измерения коэффициента теплопередачи от отливки к печи подогрева формы. Полученные закономерности указанных параметров в процессе затвердевания отливки учтены при построении математической модели процесса.

7. Принцип управления процессом направленного затвердевания отливки при её электронагреве заключается в поддержании постоянной, требуемой температуры жидкого сплава на удалении от фронта изоликвидуса. Это достигается изменением плотности тока или соответственно напряжения на отливке, а также выбором необходимой интенсивности теплопередачи от отливки к поверхности печи подогрева .

8. На основании критериального анализа процесса установлено, что основными факторами, влияющими на скорость затвердевания отливки и величину её двухфазной зоны (что определяет производительность процесса и влияет на плотность металла), является температура жидкого металла и интенсивность теплообмена между отливкой и печью подогрева. С увеличением первого фактора скорость затвердевания и величина двухфазной зоны уменьшаются. С увеличением второго фактора скорость растёт, а двухфазная зоны сокращается, что особенно способствует повышению эффективности процесса литья.

9. На основе выполненных расчётов установлено, что за счёт плотности тока в отливке и при выборе соответствующей интенсивности её охлаждения можно обеспечить переход процесса направленного затвердевания с образованием в отливке равноосной структурой к направленной кристаллизации с образованием столбчатой структуры.

10. Разработана трёхмерная математическая модель процесса направленного затвердевания при электронагреве отливки и определён критерий Kj, отражающий многообразие теплофизических параметров направленного затвердевания при воздействии электрического тока.

11. Разработан критерий Кт для предварительной оценки геометрии и технологических параметров с целью выбора метода литья на стадии проектирования технологического процесса.

12. Математическая модель для трёхмерных геометрических объектов с учётом внутренних источников теплоты от джоулева тепловыделения внедрена в программе расчёта литейных процессов «ПОЛИГОН».

13. Результаты исследований прошли промышленное опробование на ОАО «НПО» Сатурн». Использована программа расчёта на ЭВМ основных технологических параметров литья лопаток ГТД с направленной структурой новым способом электронагрева металла. Получена опытная партия лопаток до 150 мм с направленной структурой и углом разориентировки зёрен не о более 2 на кромке пера лопатки, а также партия крупногабаритных лопаток до 600 мм с равноосной структурой. Испытание механических свойств образцов, проведённых на Hi 111 «Машпроект», г. Николаев, в ГНЦ «ВИАМ» и ОАО «НПО» Сатурн», показали, что отливки из сплавов ЖС6У, ЧС88У-ВИ полученные методом электронагрева, соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям с равноосной и направленной структурами. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составляет 3 ООО тыс. рублей в год за счёт снижения энергоёмкости процесса, упрощения конструкции установок для направленной кристаллизации и уменьшения производственных площадей.

14. Разработаны и введены в эксплуатацию на ОАО «НПО»Сатурн» промышленные установки УПВ6-НК для направленного затвердевания и установка УППФ1-АМ для направленной кристаллизации отливок из жаропрочных сплавов с использованием электронагрева.

1. Дибров, И. А. О состоянии и перспективах развития литейного производства России и задачах ассоциации литейщиков в современных условиях Текст. / И. А. Дибров // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России, Москва, 1999. - С. 3-7.

2. Kenneth, Н. Single crystal (Single grain) allou. Текст. / H. Kenneth, L. Gary Erickson // Патент США, заявл. 15.01.82, №339318.

3. Дзюнья, О. Жаропрочный сплав кобальта. Текст. / О. Дзюнья ,В. Сабуро, Я. Китти, Г. Сёдзи. // Заявка Японии, заявл.29.03.83, №5853354.

4. Hrbacek, К. The structural stability of the nikel base superalloy at high temperatures. Текст. / К. Hrbacek, Karel, Kudnnan Yiris, Haki Yan // Pech Radovan // Prakt Metallorg, 1985. - №4, - C. 171-185.

5. Векслер, Ю. Т. Влияние замены углерода бором на структуру и свойства никелевого сплава с высоким содержанием титана. Текст. / Ю. Т. Векслер и др. // Физика и металловедение, 1985. -№1. С.82-89.

6. Vyklisku, М. Zarunuzdorne slitiny pro nejvyssi teploty pouziti. Текст. / M. Vyklisku, R. Y. Neumann, L. Yablansku // Strojirenstvi, 1984. -№11, -C. 618-623.

7. Строганов, Г. Б. Высокоскоростная направленная кристаллизация жаропрочных сплавов Текст. / Г. Б. Строганов, А. В. Логунов, В. В. Герасимов, Э. Л. Кац // Литейное производство, 1983. -№ 12, С. 20-22.

8. Кишкин, С.Т. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов Текст. / С.Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов В.А. Чумаков и др. // Литейное производство, 1984. №4. - С. 17-19.

9. Кузнецов, П. В. Освоение отливки крупногабаритных лопаток методом направленной кристаллизации Текст. / П. В. Кузнецов и др. // Авиационная промышленность, -1971. С 25.

10. Чумаков, В. А. Повышение ресурса и надёжности турбинных лопаток с направленной структурой и технологические особенности их отливки Текст. / В. А. Чумаков, Н. Ф. Лашко, Г. И. Соболев //Авиационная промышленность -№5 ДСП, 1969. С.34-37.

11. Кузнецов, П. В. Отливка тонкостенных крупногабаритных створок реактивного сопла Текст. / П. В. Кузнецов, и др. // Авиационная промышленность ДСП, 1971.- №3. С.5-7.

12. Чернов, Д. К. Наука о металлах Текст. / Д. К. Чернов // Л.: Металлургиздат, 1950. С. 536.

13. Гуляев, Б. Б. Затвердевание и неоднородность стали Текст. / Б. Б Гуляев // Л.: Металлургиздат, 1950. С. 228.

14. Хворинов, Н. И. Кристаллизация и неоднородность стали Текст. / Н. И. Хворинов // Машгиз, 1958. С. 392.

15. Ефимов, В. А. Стальной слиток Текст. / В. А. Ефимов // Л.: Металлургиздат, 1961. С. 356.

16. Любов, Б.Я. Теория кристаллизации в больших объёмах Текст. / Б. Я. Любов // М.: Наука, 1975. С. 256.

17. Гуляев, Б. Б. Литейные процессы Текст. / Б. Б. Гуляев // Машгиз, 1960.-С. 416.

18. Добаткин, В. И. Слитки алюминиевых сплавов Текст. / В. И.Добаткин // М.: Металлургиздат, Свердловск, 1960. - С. 175.

19. Бондаренко, Ю. А. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов с повышенным температурным градиентом Текст. / Ю. А. Бондаренко Е. Н. Каблов // Металловедение и термическая обработка металлов, 2002. №7. - С. 20-23.

20. Самойлович, Ю. А. Формирование слитка Текст. / Ю. А. Самойлович //М.: Металлургия, 1977. -С. 160.

21. Шубников, А. В. Кристаллы в науке и технике. Текст. /

22. A. В. Шубников //М.: АН СССР, 1958. С. 56.

23. Дружинин, Б. И. Направленное затвердевание отливок из алюминиевых сплавов при литье по выплавляемым моделям Текст. / Б. И. Дружинин, Ю. В. Нефёдов // Литейное производство, 1980. №7. -С. 19-20.

24. Воздвиженский, В. М. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. Текст. / В. М. Воздвиженский, В. А. Грачёв,

25. B. В. Спасский // М.: Машиностроение, 1984. С. 432.

26. Куманин, И. Б. Вопросы теории литейных процессов. Формирование отливки в процессе затвердевания и охлаждения спава. Текст. / И, Б. Куманин // М.: Машиностроение, 1976. С. 216.

27. Флеминге, М. Процессы затвердевания Текст. / М. Флеминге // М.: Мир, 1977.-С. 123.

28. Лебедев, П. В. Зональная ликвация при направленном затвердевании алюминиевых сплавов Текст. / П. В. Лебедев, В. И. Кулагина, А. А. Никитина // Литейное производство, 1983. №11. - С.13-14.

29. Котляский, Ф. М. Об организации направленного затвердевания фасонных отливок Текст. / Ф. М. Котляский, Г. П. Борисов // Литейное производство, 1985. -№ 10. С. 4-5.

30. Десницкий, В. В. Направленное затвердевание тонкостенных отливок Текст. / В. В. Десницкий, И. В. Грузных, Б. Б. Гуляев // Литейное производство, 1972.-№ 11.-С. 12-13.

31. Принько, Г. П. Исследование направленного затвердевания отливок из алюминиевых сплавов Текст. / Г. П. Принько, А. А. Неуструев

32. Технология авиационного приборо- и агрегатостроения, 1975. № 2. — С.3-6.

33. Лебедев, П. В. Направленная кристаллизация в формах с различной теплоотводящей способностью по высоте Текст. / П. В. Лебедев, В. И. Кулагина, Ю. Н. Калюкин // мат. Всесоюзного научно-технического съезда литейщиков: Ленинград, 1983. С. 122-123.

34. Повх, И. Л. Магнитная гидродинамика в металлургии Текст. / И. Л. Повх, А. Б. Капуста, Б. В. Чекин // М.: Металлургия, 1974. -С. 240.

35. Акименко, А. Д. Непрерывное литьё во вращающемся магнитном поле Текст. / А. Д. Акименко, Л.П. Орлов, А. А. Скворцов, Л. Б. Шендеров // М.: Металлургия, 1971. С. 177.

36. Чал мерс, Б. Теория затвердевания Текст. / Б. Чалмерс // М.: Металлургия, 1964. С. 288.

37. Толораия, В. Н. Усовершенствованный метод монокристаллическоголитья турбинных лопаток ГТД и ГТУ Текст. / В. Н.Толораия, Н. Г.Орехов, Е. Н. Каблов // Металловедение и термическая обработка металлов, 2002. № 7. - С. 11-16.

38. Пфанн, В. Зонная плавка Текст. / В. Пфанн // М.: Мир, 1970. -С.366.

39. Симе, Ч. Жаропрочные сплавы Текст. / Ч. Симе, В. Хагель // М.: Металлургия, 1976. С. 568.

40. Котсорадис, Д. И. Жаропрочные сплавы для газовых турбин Текст. / Д. И. Котсорадис и др. // М.: Металлургия, 1981. С. 480.

41. Раддл, Р. У. Затвердевание отливок. Текст. / Р. У. Раддл // М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литератуы, 1960.-С. 392.

42. Курц, В. Направленная кристаллизация эвтектических материалов Текст. / В. Курц, П. Р. Зам // М.: Металлургия, 1980. С. 272.

43. Gell, М. Proceeding of the third Bolton Landings, Текст. / M.Gell, G. Leverant // Confeence on ordered alloys, 1997. P. 505-509.

44. Хрипиков, А. В. Способ обработки кристаллизующегося металла Текст. / А. В. Хрипиков // Авторское свидетельство №399306, заявл. 14.03.72. Б.И.1973, -№39.

45. А. с. №786378 СССР МКИ 3 С 22 С 35/00. Модификатор для алюминиевых бронз Текст. / А. Я. Ларионов, Ю. Н. Калюкин (СССР).-№ 2801800/22-02; заявл. 27.07.79; не опубл. 4 с.

46. Сидоров, А. Н. Электромагнитный перемешиватель. Текст. / А. Н. Сидоров, В. С. Горовиц //Авторское свидетельство № 397246. -заявл. 7.10.71. Б.И. 1980.-№37.

47. Чернобыльский, В. А. Устройство для электромагнитной обработки Текст. / В. А. Чернобыльский и др. // Авторское свидетельство № 400416. заявл.5.04.71. Б.И. 1973, № 40.

48. Данилов, В. И. Устройство для электромагнитной обработки металлов Текст. / В. И. Данилов, В. А. Долгополов, В. А. Богач // Авторское свидетельство № 416156. заявл.21,01,72. Б.И. 1971, -№ 70.

49. Чёрный, 3. Д. Способ получения отливок Текст. / 3. Д. Чёрный и др. // Авторское свидетельство № 483190. заявл.6.07.73. Б.И. 1975, -№33.

50. Балуев, А. Н. Способ обработки кристаллизующегося металла. Текст. / А. Н. Балуев и др. Авторское свидетельство №719803, заявл. 15.03.78. Б.И. 1980, № 9.

51. Попов, JI. Г. Устройство для электромагнитной обработки металла в разъёмной литейной форме Текст. / Попов JI. Г., Прохорова Г. В., И. Н. Мищенко // Авторское свидетельство № 375381, заявл.9.11.78. Б.И.1980,-№ 19.

52. Flemings, М. С. New solidification and casting Текст. / M. С. Flemings // Proceedings, Sheffield, 1979. -P. 479-485.

53. Flemings, M. C. New solidification processes and products. Текст. / M. C. Flemings // International conference an solidification and casting : Proceedings, -Sheffield, 1979.-vol № 18.

54. Арбузов, В. А. Цветное литьё Текст. / В. А. Арбузов и др. // М.: Машиностроение, 1966. С. 391.

55. Шкленник, Я. И. Литьё по выплавляемым моделям Текст. / Я. И. Шкленник и др.//Машгиз, 1961.-С. 455.

56. Василевский, П. Ф. Технология стального литья Текст. / Василевский П. Ф. // М.: Машиностроение. 1974. С. 408.

57. Горелов, В. А. Способ кристаллизации расплавов металлов и сплавов Текст. / В. А. Горелов // Авторское свидетельство № 495151, заявл.ЗО. 11.70. Б.И. 1975, -№46.

58. Рыжиков, А. А. Способ получения отливки направленным затвердеванием. Текст. / А. А. Рыжиков, Ю. А. Зиновьев, А. М. Ларин // Авторское свидетельство №742033, заявл. 5.01.78. Б.И. 1980. № 23.

59. Жуков, В. Ф. Устройство для электромагнитной обработки направленно-кристаллизующихся отливок. Текст. / В. Ф. Жуков и др. Авторское свидетельство №880626, заявл.3.09.79. Б.И.1981, № 42.

60. Майоров, А. И. Управление структурой непрерывно литых заготовок электромагнитным перемешиванием Текст. / А. И. Майоров и др. // Новое в создании металлургических машин, 1985. С. 86-91.

61. Santebin, R. Industrial application of elektromagnetik casting (EMC) of aluminium. Текст. / R. Santebin, W. Haller // light Metal Age, 1985. -№7-8, -P. 14-16.

62. Bassyonni, Т. A. Effect of electromagnetic forces on aluminium cast structure. Текст. / Т. A. Bassyonni, A. A. Badr, I. Zakner // Journal of the Japan of the Institute : Light Metalls, 1973. № 12, P. 733-741.

63. Hanas, B. Anordnung vid Kontinuerdliga gjutning-saulagguingar innefattande organ for electromagnetik omroruing Текст. / В. Hanas // Заявка Швеции № 432892, заявл.15.03.79.

64. Eriksson, I. E. Anording vid Kontinuerlig gjutning for omroring av de icke-stelnade partierna aven gjutstand. Текст. / I. E.Eriksson, M., Karlsson S.Kollberg, B. Mansson // Заявка Швеции № 432893, заявл. 14.09.82.

65. Pryor, Michael I. Process for cooling and solidifying continuons or semiconti nuonsli cost material. Текст. / Pryor Michael, Sevier Peter //Патент СССР № 4441542, заявл. 10.06.81.

66. Зиновьев, Ю. А. Структура и механические свойства отливок, полученных направленным затвердеванием Текст. / Ю. А. Зиновьев, А. М. Ларин // Текстура и рекристаллизация в металлах и сплавах : мат. IV Всесоюзной конф., Горький, 1983. - С. 23-24.

67. Крикун, Ю. А. Магнитная гидродинамика Текст. / Крикун Ю. А. и др. // М.: Металлургия, 1968. -№ 1. С. 150-156.

68. Повх, И. JI. Устройство для электромагнитной обработки отливок Текст. / И. J1. Повх, Б. В. Чекин, Е. М. Щелухин // Авторское свидетельство № 266167, заявл.20.01.69. Б.И. 1970, -№11.

69. Чубрин, В. А. Литейная форма для получения отливок направленной кристаллизацией Текст. / В. А. Чубрин, А. С. Белышев // Авторское свидетельство № 1063537, заявл. 18.06.82. Б.И.1983, -№48.

70. Чубрин, В. А. Форма для литья магнитов методом направленной кристаллизации Текст. / В. А. Чубрин // Литейное производство. 1986. № 12. - С. 24.

71. Шитов, Ю. К. Литейная форма для получения отливок направленной кристаллизацией Текст. / Шитов Ю. К. и др. // Авторское свидетельство № 1177049, заявл. 23.06.83. Б.И. 1985. №33.

72. Salkeld, R. W. Control solidificatoin of metals Текст. / R. W. Salkeld, N. P. Anderson, A. F. Giamei // Патент США № 4412577, заявл. 27.01.82.

73. Громов, В. И. Способ изготовления постоянных магнитов с направленной структурой Текст. / В. И. Громов, М. П. Дыскин, А. М. Дербасов // Авторское свидетельство № 1133028, заявл.21.07.82 Б.И. 1980.-№1.

74. Власов, В. Г. Устройство для литья по выплавляемым моделям направленной кристаллизацией Текст. / В. Г. Власов, В. Ф. Стукалов, В. М. Фролов, В. Ф. Брагин // Авторское свидетельство № 1016060,заявл. 7.01.82. Б.И. 1983.-№17.

75. Hugo, F. Verfahren und Vorrichtung zum gerichteten von Schmelzen. Текст. / F. Hugo, W. Schwarz // Заявка ФРГ №3323896, заявл. 2.07.83.

76. Southgate, R. I. Precion contingat Rolls Rouse. Текст. / Southgate R. I. // Metals and Mater. 1985. - №10, P. 602 - 604, 606.

77. Гольденберг, Б. С. Установка для методом направленной кристаллизации отливок. Текст. / Б. С. Гольденберг, Г. И. Нечитайлов, В. С. Кучеренко // Авторское свидетельство № 3749100, заявл. 5.08.84. Б.И. 1985.-№45.

78. Андреев, В. А. Устройство для литья направленной кристаллизацией. Текст. / В. А. Андреев, Э. Л. Кац, Е. И. Розанов, Я. И. Чивиксин // Авторское свидетельство № 1042882, заявл. 8.07.81. Б.И. 1983.-№35.

79. Гольденберг, Б. С. Способ получения отливок направленной кристаллизацией и устройство для его осуществления. Текст. / Б. С. Гольденберг// Авторское свидетельство № 825278, заявл. 20.11.78. Б. И. 1981.- №16.

80. Жудинов, М. Н. Установка для направленного затвердевания. Текст. / М. Н. Жудинов и др. // Авторское свидетельство № 984661, заявл. 1.04.81. Б. И. 1982. № 48.

81. Завьялов, В. Ф. Установка для литья деталей направленным затвердеванием. Текст. / В. Ф. Завьялов, Е. Б. Глотов, Б. Ф. Тесликов, В. Г. Сухоруков // Авторское свидетельство № 1026951, заявл. 18.02.82. Б. И. 1983, -№25.

82. Завьялов, В. Ф. Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией Текст. / В. Ф. Завьялов, В. И. Гаврилов // Авторское свидетельство № 865513, заявл.29.08.79. Б.И. 1981. № 35.

83. Сендюков, В. Д. и др. Устройство для изготовления отливокнаправленным затвердеванием Текст. / Сендюков В.Д. и др. // Авторское свидетельство№1061926, заявл. 18.08.82. Б.И. 1983.-№47.

84. Tschinkel, I. G. Apparatus for casting of directionally solidified artieles. Текст. / I. G Tschinkel, A. F. Giamei, В. H. Kearn // Патент США № 3763926, заявл. 15.09.71.

85. Завьялов, В. Ф. Способ изготовления отливок направленным затвердеванием. Текст. / В.Ф. Завьялов, Е. Б. Глотов, В. Н. Виноградов, В. И. Докин // Авторское свидетельство № 977108, заявл.7.04.81, Б.И. 1982.-№ 44.

86. Завьялов, В. Ф. Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией Текст. / В. Ф. Завьялов, В. И. Гаврилов // Авторское свидетельство № 865513, заявл.29.08.79. Б.И. 1981. -№35.

87. Kahn, F. Mechanismus for controlling temperature and heat balance of molds Текст. / F. Kahn // Патент США №4162700, заявл.31.12.77.

88. Вигдорович, В. И. Очистка металлов и полупроводников кристаллизацией Текст. / В. И. Вигдорович // М.: Металлургия, 1969. -С. 296.

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

90. Бршов, Г. С. Строение и свойства твёрдых и жидких металлов Текст. / Г.С. Ершов, В.А. Черняков // М.: Металлургия, 1978.-С-248.

91. Cowley, P. Н. Improvements in or relating to casting of alloy artieles. Текст. / P. H. Cowley // Английский патент № 27491/73, заявл. 8.06.73.

92. Лившиц Б. Г. Физические свойства металлов и сплавов Текст. / Б. Г. Лившиц, В. С. Крапошин, Я. Л. Линецкий // М.: Металлургия. 1980. -С. 320.

93. Леонтьев, Ю. А. Влияние постоянного электрического тока на свойства постоянных магнитов с монокристаллической структурой Текст. / Ю. А. Леонтьев, И. В. Гаврилин //Литейное производство. 1985. -№ 3. С. 16.

94. Леонтьев, Ю. А. Влияние полярности и плотности постоянного электрического тока на структуру сплава ЮНДК35Т5 Текст. / Ю. А. Леонтьев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. -№ 5. -С. 49-52.

95. Шарыгин, Н. В. Технологическое оборудование для литья постоянных магнитов Текст. / Н. В. Шарыгин, Н. В. Порхачёва // Сб. Промышленное применение токов высокой частоты, 1985. С. 51-56.

96. Цаплин, А. Н. Численное исследование затвердевания непрерывного горизонтального слитка Текст. / А. Н. Цаплин, М. А. Ошивалов //. Черметинформация, 1983. -№ 2203.

97. Беляев, Н. М. Методы нестационарой теплопроводности Текст. / Н. М. Беляев, А. А. Рядно // М.: Высшая школа, 1978. С. 328.

98. Пехович, А. И. Рсчёты теплового режима твёрдых тел Текст. / А. И. Пехович, В. М. Жидких // Л.:Энергия, 1968. -С. 304.

99. Исаченко, В. П. Теплопередача Текст. / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел II -М.: Энергоиздат. 1981. С. 416.

100. Аметистов, Е. В. Тепломассообмен. Теплотехнический эксперимент Текст. / Е. В. Аметистов и др. // М.: Энергоиздат, 1982. С. 512.

101. Лыков, А. В. Тепломассообмен Текст. / А. В. Лыков // Л.:Энергия 1978.-С. 512.

102. Исаев, С. И. Теория тепломассообмена Текст. / С. И. Исаев // -М.: Высшая школа. 1979. - С. 495.

103. Неуструев, А. А. Расчёт параметров направленного затвердевания отливок при прямом электронагреве металла Текст. / А. А. Неуструев, Ю. Н. Калюкин // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. 1988. -№1. - С. 124-128.

104. Корольков, А. М. Литейные свойства металлов и сплавов Текст. / А. М. Корольков// М.: Наука, 1967.С. 1999.

105. Баландин, Г. Ф. Основы теории формирования отливки. Текст. / Г. Ф. Баландин // М.: Машиностроение, 1976. С. 328.

106. А. с. 1046015 СССР, МКИ 3 В 22 D 27/04 Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией Текст. / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). № 3417687/22-02; заявл. 08.04.82; опубл. 07.10.83, Б.И . № 37. - 3 с.

107. А. с. 1057169 СССР, МКИ 3 В 22 D 27/04 Способ получения отливок направленной кристаллизацией Текст. / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). № 3470375/22-02; заявл. 08.07.82; опубл. 30.11.83, Б.И. № 44. - 4 с.

108. А. с. 1374562 МКИ 3 В 22 D 27/04 Способ получения отливок направленной кристаллизацией Текст. / Ю. Н. Калюкин, П. В. Лебедев (СССР). № 4014688/31-02; заявл. 23.01.86; не опубл.-З с.

109. Запорожец, Г. И. Руководство решения задач по математическому анализу Текст. / Г. И. Запорожец // М.: Высшая школа. 1966.-С. 460.

110. Пискунов, Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Текст. / Н. С. Пискунов // М.: Высшая школа. 1978. С. 452.

111. Кац Э.Л. Технологические основы управления затвердевания при литье лопаток газовых турбин. Текст. / Э.Л. Кац // Авторефератдиссертаци на соискание учёной степени доктора технических наук, -Москва, 1986.

112. Калюкин, Ю. Н. Расчёт параметров прямого электронагрева отливки в процессе её направленного затвердевания Текст. Ю. Н. Калюкин // Интенсификация и совершенствование технологических процессов в литейном производстве. Ярославль: ЯПИ, 1987. - С. 52-53.

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

114. Бочвар, А. А. Металловедение Текст. / А. А. Бочвар // М. : Металлургиздат, 1956.- С.795.

115. Борисов, В. Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка Текст. / В.Т. Борисов // М.: Металлургия, 1987. С. 223.

116. Иванцов, Г. П. Рост кристаллов Текст. / Г. П. Иванцов // М.: АН СССР, 1961.-Т.З.- С. 75-84.

117. Голиков, И. И. Дендритная ликвация в стали Текст. / И. И. Голиков // М.: Металлургиздат, 1958. С. 206.

118. Баландин, Г. Ф. Формирование кристаллического строения отливок. Текст. / Г. Ф. Баландин// М.: Машиностроение, 1973. С. 228.

119. Добаткин, В. И. Слитки алюминиевых сплавов Текст. / В. И. Добаткин//Металлургиздат, Свердловск, 1960.-С. 175.

120. Салли, И. В. Управление формой роста кристаллов Текст. / И. В. Салли, Э. С. Фалькевич // Наукова думка, Киев, 1989. - С. 160.

121. Тиллер, В. А. Физическое металловедение Текст. / Тиллер В.А. // М.: Мир, 1968. С. 328.

122. Гуляев Б. Б. Затвердевание и неоднородность слитка спокойной стали Текст. / Б.Б. Гуляев // Сб. «Стальной слиток», М.: Металлургиздат, 1952.- С. 127.

123. Джексон, К. Проблемы роста кристаллов Текст. / К. Джексон //М.: Мир, 1968.- С. 205.

124. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки Текст. / А. И. Вейник //М.: Машиностроение, 1971. С. 352.

125. Оно, А. Затвердевание металлов Текст. / А. Оно // М. : Металлургия, 1980. С. 148.

126. Эллиот, Р. Управление эвтектическим затвердеванием Текст. / Р. Эллиот // М.: Металлургия, 1987. С.257 - 260.

127. Вейник, А. И. Термодинамика литейной формы. Текст. / А.И. Вейник// М.: Машиностроение, 1968. С. 335.

128. Иванцов, Г. П. Рост кристаллов Текст. / Г. П. Иванцов // М.: АН СССР, 1957. Т. 1. - С.98 - 109.

129. Фроберг, Г. Космическое материаловедение Текст. / Г. Фроберг // М.: Мир, 1989. С. 110 - 112.

130. Еременко, В. И. Поверхностные явления в металлургических процессах. Текст. / В. И. Еременко, В. И. Ниженко // М.: Металлургиздат, 1963.- С.35-52.

131. Шалин, Р. Е. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов Текст. / Р. Е. Шалин, И. JI. Светлов, Е. Б. Качанов и др. // М.: Машиностроение, 1997. С. 336.

132. Чеченцев, А. И. Разработка материалов для высокотемпературных деталей энергетических ГТУ за рубежом Текст. / А. И. Чеченцев // Теплоэнергетика №10, 1985. С. 72-75.

133. Исследования, разработка и внедрение технологии объёмного модифицирования при изготовлении направляющих лопаток ГТ-100 ТВД 3-й ступени. Сборник рефератов НИР и ОКР, ВНТИЦ, 1987, сер.-7, № 21, с. 10.

134. Каблов, Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. Сплавы, технологии, покрытия Текст. / Е. Н. Каблов // М.: МИСИС, 2001. -С. 632.

135. Каблов, Е. Н. Перспективы применения литейных жаропрочных сплавов для производства турбинных лопаток ГТД Текст. / Е. Н. Каблов, С. Т. Кишкин // Газотурбинные технологии. 2002. № 1. -С. 34-37.

136. Каблов, Е. Н. Рений в жаропрочных никелевых сплавах для лопаток газовых турбин Текст. / Е. Н. Каблов и )др. // Материаловедение-2000. -№ 3. С. 38-43, № 2. - С. 23 - 29.

137. Каблов, Е. Н. Никелевые жаропрочные сплавы для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой Текст. / Е. Н. Каблов и др. // Материаловедение. 1997. № 5. - С. 14-18.

138. Каблов, Е. Н. Монокристаллические никелевые рений содержащие сплавы для турбинных лопаток ГТД Текст. / Е. Н. Каблов и др. // МиТОМ, 2002. № 7. - С. 7 - 11.

139. Каблов, Е. Н. Сплав на основе интерметаллида Ni3Al -перспективный материал для лопаток турбин Текст. / Е. Н. Каблов и др. // МиТОМ. 2002. -№ 7. С. 16 - 20.

140. Химушин, Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы Текст. / Ф. Ф. Химушин // М: Металлургия, 1969. С. 750.

141. Каблов, Е. Н. Производство турбинных лопаток ГТД методом направленной кристаллизации. Текст. / Е. Н. Каблов // Газотурбинные технологии, 2000. № 3, - С. 10 - 13.

142. Патон, Б. Е. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления Текст. / Б. Е. Патон, Г. Б. Строганов, С. Т. Кишкин и др. // Наук, думка , 1987. С. 256.

143. Мартынов, О. В. Разливка стали в изложницы. Текст. / О. В. Мартынов, С. С. Голиков // М.: Металлургия, 1984. С. 19-20.

144. Лычев, А. П. Электромагнитная обработка материалов Текст. / А. П. Лычев, А. И. Черемшин // Изв. Вузов, 1978. № 6, - С. 38-40; 1981. -№ 2, -С. 55 -57.

145. Микельсон, А. Э. Электротермическое возбуждение и изменение колебаний в металлах Текст. / А. Э. Микельсон, 3. Д. Черный // Знание, -Рига, 1979.- С. 151.

146. Langenberg, F. S. Grain refinement by solidification in a moving electromagnetic field Текст. / F.S. Langenberg, G Pestel, C.R Honeycutt // Journal of Metals, 1961. vol. 13. - № 12 - C. 31-35.

147. Тихомиров, M. Д. Современный уровень теории литейных процессов Текст. / М. Д. Тихомиров, А. А. Абрамов, Кузнецов // Литейное производство, 1993. № 9 - С. 3-5.

148. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов Текст. / Л. Сегерлинд // М.: Мир, 1979. С. 392.

149. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике Текст. / О. Зенкевич // М.: Мир, 1975. С. 544.

150. Тихомиров, М. Д. Пакет прикладных программ "Полигон" для моделирования процессов литья алюминиевых сплавов Текст. / М. Д. Тихомиров, Д. X. Сабиров., А. А. Абрамов // Литейное производство, 1991.- №10.- С. 6-1.

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

152. Голод, В.М. Численный расчет затвердевания чугунных отливок Текст. / В. М. Голод, С. А. Дьяченко // Кристаллизация. Теория и эксперимент, Ижевск, 1987 - С. 26-33.

153. Тихомиров, М. Д. Теплопередача через границу "отливка-форма" при затвердевании алюминиевых сплавов Текст. / М. Д. Тихомиров // Литейное производство. 1990. № 6. - С. 18 - 19.

154. Nakagawa, Т. Solidification simulation of light alloy casting Текст. / Т. Nakagawa, Y. Takebayashi // Keikinzoku. 1986. № 7. - P. 445452.

155. Тихомиров, M. Д. Численное моделирование для прогноза горячих трещин в отливках из алюминиевых сплавов Текст. / М. Д. Тихомиров, Д. X. Сабиров // Литейное производство, 1992. № 6. -С.32-33.

156. Вейник, А.И. Теплообмен между слитком и изложницей Текст. / А. И. Вейник // М.: Металлургия, 1959. С. 357.

157. Гиршович, Н. Г. Аналитические решения простейших задач о затвердевании отливок разной конфигурации Текст. / Н. Г. Гиршович, Ю. А. Нехендзи // Литейное производство, 1956. № 3. - С. 14-19; № 4. -С.13-17; № 6. - С.13-17; № 12. - С.13-18.

158. Койнов, И. Л. Компьютерное исследование процессов питания в отливках из алюминиевых сплавов при литье в кокиль и песчаные формы отливок Текст. / И. Л. Койнов // Кристаллизация и компьютерные модели, Ижевск, 1991.-С.115-124.

159. Голод, В. М. Определение некоторых теплофизических свойств сплавов по кривым охлаждения Текст. / В. М. Голод, Ю. А.

160. Нехендзи // Теплообмен между отливкой и формой, Минск, 1967. -С. 179-183.

161. Карножицкий, В. Н. Контактный теплообмен в процессах литья Текст. / В.Н. Карножицкий // М: Металлургия, 1978. С. 300.

162. Калюкин, Ю. Н. Направленное затвердевание крупногабаритных лопаток под действием электрического тока Текст. Ю. Н. Калюкин // Газотурбинные технологии. 2002.-№ 6.-С. 8-12.

163. А. с. 520189 СССР, МКИ 3 В 22 D27 /04. Устройство для направленного затвердевания металла Текст. / Чубаров К. К.,

164. Лебедев Б. А. (СССР). № 2001924/22-02; заявл. 05.03.74; опубл.25.08.79, Бюл. №31 - 3 с.

165. А. с. 632484 СССР, МКИ 3 В 22 D27 /04. Устройство для получения фасонных отливок направленным затвердеванием Текст. / Жудинов М. И., Коган М. Г., Филин М. С. (СССР). № 2450152/22-02; заявл. 07.02.77; опубл.05.11.78, Бюл. № 42-3 с.

166. А. с. 1578925 СССР МКИ 3 В 22 D 27/04. Способ получения отливок направленной кристаллизацией Текст. / Ю. Н. Калюкин, П.

167. В. Лебедев, Э. С. Судаков (СССР).-№ 4454523; заявл. 05.07.88 ; не опубл. -4 с.

168. Калюкин, Ю. Н. Управление процессом направленной кристаллизации Текст. /Ю. Н. Калюкин //Двигатель.-2002.-№ 1.-С. 28.

169. Калюкин, Ю. Н. Экономичная технология литья крупногабаритных лопаток ГТД под действием электрического тока

170. Текст. / Ю. Н. Калюкин // Литейное производство сегодня и завтра : тез. докл. 3-ей Всерос. науч.-практич. конф.- СПб: СПГПУ, 2002.-С. 110.

171. Калюкин, Ю. Н. Направленное затвердевание жаропрочного сплава под действием электрического тока Текст. / Ю. Н. Калюкин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства.-2003- № 4.-С. 7-12.

172. Калюкин, Ю. Н. Направленное затвердевание протяжённых тонкостенных отливок под действием электрического тока Текст. Ю. Н. Калюкин // Авиационная промышленность. 2001. - № 4. - С. 51-53.

173. Калюкин, Ю. Н. Высокоэффективная технология литья крупногабаритных лопаток ГТД Текст. / Ю. Н. Калюкин, Ю. Ю. Мальцева, М. Д. Тихомиров [и др.] // Литейное производство-2001 .-№ 11-С. 7-9.

174. Калюкин, Ю. Н. Изготовление лопаток газотурбинных двигателей в формах с температурой ниже солидуса сплава Текст. / Ю. Н. Калюкин// Литейное производство-2001.-№ 11.-С. 5-6.

175. Калюкин, Ю. Н. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей Текст. / Ю. Н. Калюкин // Литейное производство.-1997.-№4.-С. 33.

176. Каблов Е.Н. Высокоградиентная направленная кристаллизация жаропрочных сплавов типа ВКНА Текст. / Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А. // Юбилейный научно-технический семинар: сб. докладов М.: изд. МАТИ-РГГУ.2000.С. 71-81.

177. Калюкин Ю.Н. Разработка технологических процессов литья с прямым электронагревом металла Текст. / Калюкин Ю.Н. // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук , МАТИ им. К.Э. Циолковского ,Москва, 1987 г., 174 с.

178. Калюкин, Ю. Н. Моделирование направленного затвердевания жаропрочного сплава под действием электрического тока Текст. / Ю. Н. Калюкин //Известия вузов. Чёрная металлургия.-2002.-№ 11.-С. 48-52.

179. Калюкин, Ю. Н. Моделирование затвердевания протяжённых отливок под действием электрического тока Текст. / Ю. Н. Калюкин, Ю. Ю. Мальцева, // Литейное производство сегодня и завтра : тез. докл. 3-ей Всерос. науч.-практич. конф.-СПб: СПГПУ, 2002.-С. 149.

180. Калюкин, Ю. Н. Моделирование направленной кристаллизации жаропрочного сплава под действием электрического тока Текст. Ю. Н. Калюкин // Литейщик России. 2002. - № 6. - С. 23-27.

181. Калюкин, Ю. Н. Структура и свойства жаропрочного сплава в отливках с направленным затвердеванием под действием электрического тока Текст. Ю. Н. Калюкин // Литейщик России.-2002.- № 5. С. 22-25.

182. Драпкин, Б. М. Изучение модуля Юнга и внутреннего трения в интервале температур от 20 °С до Т^ включительно Текст. / Б. М Драпкин, А. А. Бирфельд, В. К Кононенко, Ю. Н. Калюкин // Физика металлов и металловедение.-1980.-Т.49, вып. 5.-С. 1080-1085.

183. Калюкин, Ю. Н. Направленная кристаллизация турбинных лопаток ГТД Текст. / Ю. Н. Калюкин // Электрометаллургия. 2002. - № 10.-С. 18-20.

184. Неуструев, А. А. Принципы разработки САПР ТП литейного производства Текст. / А. А. Неуструев //Литейное производство, 1990. № 10.-С. 2-3.

185. Неуструев, А. А. Теория формирования отливок и САПР ТП литья Текст. / А. А. Неуструев, В. С. Моисеев // Литейное производство, 1997. -№ 11.- С. 9-10.

186. Степанов Ю. А. Специальные виды литья Текст. / Ю. А. Степанов, М. Г. Анучина , Г. Ф. Баландин, Л. С. Константинов // М.: Машиностроение, 1970. С. 224.

187. Принько, Г. П. Исследование направленного затвердевания отливок из алюминиевых сплавов Текст. / Г. П. Принько, А. А. Неуструев // Технология авиационного приборо- и агрегатостроения, 1975. № 2.-С. 3-6.

188. Неуструев, А. А. Автоматизированное проектирование технологических процессов литья Текст. / Неуструев А. А. , Моисеев В. С. // М.:МГАТУ, 1994. С. 256.

189. Неуструев, А. А. Разработка и использование информационно-поисковой системы для проектирования технологии литья Текст. / А. А. Неуструев, В. С. Моисеев // Литейное производство, 1987. № 10. -С. 10-11.

190. Моисеев, В. С. Решение задач первого уровня САПР ТП ЛП Текст. / В. С. Моисеев, А. А. Неуструев // Литейное производство, 1989. -№10. -С. 23-25.

191. Моисеев, В. С. Методология автоматизированного проектирования литниково-питающих систем Текст. / В. С. Моисеев,

192. A. А. Неуструев //Литейное производство, 1992.- № 12. -С. 9.

193. Неуструев, А. А. САПР ТП литья отливок класса "лопатка" по выплавляемым моделям Текст. / А. А. Неуструев, А. Ф. Смыков, // Материаловедение и технология новых материалов : мат. науч. техн. конф., М.: МАТИ РГТУ, 1997. - С. 122.

194. Шатульский, А. А. Методы расчета процессов заполнения расплавом литейных форм Текст. / А. А. Шатульский, В. В. Чистяков,

195. B. А. Изотов // Литейное производство, 1995. № 4. - С. 71 - 72.

196. Шатульский, А. А. Разработка и внедрение мероприятий для повышения надежности литых изделий ГТД Текст. / А. А. Шатульский, В. А. Изотов // Новые материалы и технологии : мат. .науч. техн. конф., -М.:МАТИ-РГТУ, 1997. -С. 81-82.

197. Шатульский, А. А. Совершенствование технологии изготовления отливок из никелевых жаропрочных сплавов Текст. / А. А. Шатульский, В. А. Изотов // Управление строением слитком : Сб. науч. тр., Нижний Новгород, 1998. - С. 56-58.

198. Гиршович Н. Г. Формирование качества стальных отливок . Ч II. Процессы затвердевания и кристаллизации Текст. / Н. Г. Гиршович, Ю. А. Нехендзи // М.: НТО Машпром, 1962. С. 100.

199. Герасимов, В. В. О химической природе «вскипов» при производстве монокристаллических лопаток из жаропрочных никелевых сплавов Текст. / В. В. Герасимов, Г. И. Морозова, И. М. Тарасова // Технология металлов, 2000. № 7. - С. 7-8.