Aliuminizuojančios dangos šilumos perdavimas kietėjimo metu

Aliuminizavimas karštuoju būdu yra vienas efektyviausių plienų paviršiaus apsaugos būdų ir po truputį populiarėja. Nors tempimo greitis yra vienas iš svarbiausių parametrų, leidžiančių kontroliuoti aliuminizuojančių gaminių dangos storį, tačiau publikacijų apie tempimo greičio matematinį modeliavimą karštojo panardinimo proceso metu yra nedaug. Siekiant apibūdinti traukimo greičio, dangos storio ir kietėjimo laiko sąsajas, šiame darbe nagrinėjamas masės ir šilumos perdavimo aliuminizacijos proceso metu principas. Matematiniai modeliai yra pagrįsti Navier-Stokes lygtimi ir šilumos perdavimo analize. Matematiniams modeliams patvirtinti atliekami eksperimentai naudojant pačių sukurtą įrangą. Tiksliau, aliuminio lydalas išvalomas 730 ℃ temperatūroje. Q235 plieno plokščių išankstiniam apdorojimui naudojamas Cook-Norteman metodas.

Karštojo aliuminavimo temperatūra nustatyta iki 690, o panardinimo laikas – 3 min. Tempimo greičiui reguliuoti naudojamas nuolatinės srovės variklis su bepakopiu greičio keitimu. Dangos temperatūros pokytis fiksuojamas infraraudonųjų spindulių termometru, o dangos storis matuojamas naudojant vaizdo analizę. Patvirtinti eksperimento rezultatai rodo, kad dangos storis yra proporcingas Q235 plieno plokštės traukimo greičio kvadratinei šaknei ir kad yra tiesinis ryšys tarp dangos storio ir kietėjimo laiko, kai traukimo greitis yra mažesnis nei 0.11 m/s. Siūlomo modelio prognozė puikiai dera su eksperimentiniais dangos storio stebėjimais.

1 Įvadas

Karštai aliuminizuojantis plienas turi didesnį atsparumą korozijai ir geresnes mechanines savybes, palyginti su karštuoju cinkavimu. Karšto aliuminavimo principas yra tas, kad iš anksto apdorotos plieno plokštės tam tikroje temperatūroje tam tikrą laiką panardinamos į išlydytus aliuminio lydinius. Aliuminio atomai difunduoja ir reaguoja su geležies atomais, sudarydami sudėtinę Fe-Al junginio ir aliuminio lydinio dangą, kuri turi stiprią sukibimo jėgą su matrica, kad atitiktų paviršiaus apsaugos ir stiprinimo reikalavimus. Trumpai tariant, karšto panardinimo plieno medžiaga yra tam tikra kompozicinė medžiaga, pasižyminti visapusiškomis savybėmis ir maža kaina. Šiuo metu karštam aliuminavimui dažniausiai naudojami tokie metodai kaip Sendzimir, Neoksiduojantis redukcinis, Neoksiduojantis ir Cook-Norteman, kurių pagalba galima realizuoti didelio masto gamybą dėl didelio gamybos efektyvumo, stabilios gaminių kokybės ir mažiau. tarša. Tarp keturių technologijų Sendzimir, Neoksiduojantis redukcinis ir Neoksiduojantis pasižymi sudėtingais procesais, brangia įranga ir didelėmis sąnaudomis. Šiais laikais Cook-Norteman metodas plačiai naudojamas dėl lanksčių procesų, mažų sąnaudų ir ekologiškumo privalumų.

Karštame aliuminizavimo procese dangos storis yra svarbus dangos kokybės vertinimo kriterijus ir vaidina pagrindinį vaidmenį nustatant dangos savybes. Todėl, norint užtikrinti puikią dangos kokybę, labai svarbu, kaip kontroliuoti dangos storį karšto panardinimo proceso metu. Kaip jau žinome, tarp dangos storio, traukimo greičio ir kietėjimo laiko yra glaudus ryšys. Todėl, norint kontroliuoti karšto panardinimo procesą ir pagerinti dangos kokybę, būtina sukurti matematinį modelį, kuris galėtų apibūdinti šią koreliaciją. Šiame darbe matematinis dangos storio ir traukimo greičio modelis yra išvestas iš Navier-Stokes lygties. Analizuojamas šilumos perdavimas dangos kietėjimo metu, nustatomas dangos storio ir stingimo laiko ryšys. Karšto aliuminavimo Q235 plieno plokščių eksperimentai Cook-Norteman metodu atliekami savadarbe įranga. Atitinkamai matuojama tikroji dangos temperatūra ir storis. Teorinius išvedžiojimus iliustruoja ir patvirtina eksperimentai.

2 Matematinis modelis

2.2 Šilumos perdavimas dangos kietėjimo metu Kadangi aliuminio danga yra labai plona, ​​ją galima laikyti parallel skystis, tekantis ant plokščio padengtų gabalų paviršiaus. Tada jį galima analizuoti x kryptimi. Dangos-padėklo scheminės diagramos pateiktos 2 pav., o temperatūros pasiskirstymas parodytas 3 pav.
Norėdami gauti išsamią informaciją, susisiekite su mumis.