Karstās alumīnija pārklājuma siltuma pārnese cietēšanas laikā

Karsti aluminizējošais pārklājums ir viena no efektīvākajām tēraudu virsmu aizsardzības metodēm un pakāpeniski iegūst popularitāti. Lai gan vilkšanas ātrums ir viens no svarīgākajiem parametriem, lai kontrolētu aluminizējošu izstrādājumu pārklājuma biezumu, tomēr ir maz publikāciju par vilkšanas ātruma matemātisko modelēšanu karstās iegremdēšanas procesā. Lai aprakstītu korelāciju starp vilkšanas ātrumu, pārklājuma biezumu un sacietēšanas laiku, šajā rakstā ir izpētīts masas un siltuma pārneses princips aluminizācijas procesā. Matemātiskie modeļi ir balstīti uz Navjē-Stoksa vienādojumu un siltuma pārneses analīzi. Lai apstiprinātu matemātiskos modeļus, tiek veikti eksperimenti, izmantojot pašu izstrādātu aprīkojumu. Konkrēti, alumīnija kausējums tiek attīrīts 730 ℃ temperatūrā. Q235 tērauda plākšņu pirmapstrādei tiek izmantota Kuka-Nortemana metode.

Karstās aluminizācijas temperatūra ir iestatīta uz 690 un ℃ iegremdēšanas laiks ir iestatīts uz 3 min. Vilkšanas ātruma regulēšanai tiek izmantots līdzstrāvas motors ar bezpakāpju ātruma izmaiņām. Pārklājuma temperatūras izmaiņas reģistrē ar infrasarkano termometru, un pārklājuma biezumu mēra, izmantojot attēla analīzi. Apstiprinātie eksperimenta rezultāti liecina, ka pārklājuma biezums ir proporcionāls Q235 tērauda plāksnes vilkšanas ātruma kvadrātsaknei un ka pastāv lineāra sakarība starp pārklājuma biezumu un sacietēšanas laiku, ja vilkšanas ātrums ir mazāks par 0.11 m/s. Piedāvātā modeļa prognoze labi saskan ar pārklājuma biezuma eksperimentālajiem novērojumiem.

1 Ievads

Karsti aluminizējošajam tēraudam ir augstāka izturība pret koroziju un vēlamākas mehāniskās īpašības, salīdzinot ar karstās cinkošanas tēraudu. Karstās aluminizācijas princips ir tāds, ka iepriekš apstrādātās tērauda plāksnes tiek iegremdētas izkausētajos alumīnija sakausējumos noteiktā temperatūrā uz piemērotu laiku. Alumīnija atomi izkliedējas un reaģē ar dzelzs atomiem, veidojot kompozītmateriālu pārklājumu no Fe-Al savienojuma un alumīnija sakausējuma, kam ir spēcīgs sasaistes spēks ar matricu, lai apmierinātu virsmas aizsardzības un nostiprināšanas prasības. Īsāk sakot, karstās iegremdēšanas tērauda materiāls ir sava veida kompozītmateriāls ar visaptverošām īpašībām un zemām izmaksām. Pašlaik karstajā aluminizācijā parasti tiek izmantoti tādi paņēmieni kā Sendzimir, Non-oxidizing Redducing, Non-oxidizing un Cook-Norteman, ar kuru palīdzību var realizēt liela mēroga ražošanu, pateicoties to augstajai ražošanas efektivitātei, stabilai produktu kvalitātei un mazākai. piesārņojums. No četrām tehnoloģijām Sendzimir, Non-oxidizing reducing un Non-oxidizing raksturo sarežģīti procesi, dārgas iekārtas un augstas izmaksas. Mūsdienās Cook-Norteman metode tiek plaši izmantota, pateicoties elastīgo procesu priekšrocībām, zemām izmaksām un videi draudzīgumam.

Karstās aluminizācijas procesā pārklājuma biezums ir svarīgs kritērijs, lai novērtētu pārklājuma kvalitāti, un tam ir galvenā loma pārklājuma īpašību noteikšanā. Tāpēc tas, kā kontrolēt pārklājuma biezumu karstās iegremdēšanas procesā, tiek uzskatīts par izšķirošu, lai garantētu izcilu pārklājuma kvalitāti. Kā mēs jau zinām, starp pārklājuma biezumu, vilkšanas ātrumu un sacietēšanas laiku pastāv cieša savienojuma korelācija. Tāpēc, lai kontrolētu karstās iegremdēšanas procesu un uzlabotu pārklājuma kvalitāti, ir nepieciešams izveidot matemātisku modeli, kas var aprakstīt šo korelāciju. Šajā rakstā pārklājuma biezuma un vilkšanas ātruma matemātiskais modelis ir iegūts no Navjē-Stoksa vienādojuma. Tiek analizēta siltuma pārnese pārklājuma sacietēšanas laikā un noteikta pārklājuma biezuma un sacietēšanas laika attiecība. Karstās aluminizācijas Q235 tērauda plākšņu eksperimenti pēc Kuka-Nortemana metodes tiek veikti ar paštaisītu iekārtu. Attiecīgi tiek mērīta reālā pārklājuma temperatūra un biezums. Teorētiskie atvasinājumi ir ilustrēti un apstiprināti ar eksperimentiem.

2 Matemātiskais modelis

2.2 Siltuma padeve pārklājuma sacietēšanas laikā Tā kā alumīnija pārklājums ir ļoti plāns, to var uzskatīt par pa.rallel šķidrums, kas plūst uz pārklātu gabalu plakanās virsmas. Tad to var analizēt no x virziena. Pārklājuma-substrāta shematiskās diagrammas ir parādītas 2. attēlā un temperatūras sadalījums ir parādīts 3. attēlā.
Lai iegūtu pilnīgu informāciju, lūdzu, sazinieties ar mums.