Продемонстрирован системный подход к решению задачи прогноза качества отливок из алюминиевых сплавов на основе компьютерного моделирования процесса их кристаллизации (учет сопряженных процессов выделения твердой фазы, изменения состава жидкой фазы и эволюции размеров вторичных междуосных промежутков дендритов). На основе компьютерной термодинамики и теплообмена при затвердевании макроразмерных фасонных отливок уточнены граничные условия локального теплообмена при мезомасштабном моделировании неравновесного образования твердой фазы и перераспределения компонентов между фазами при коалесценции вторичных дендритных ветвей. Выполнен компьютерный анализ структурно-фазовых переходов на основе принципа аддитивного физико-химического действия компонентов сплава в процессе диффузионно-капиллярной морфологической эволюции дендритной структуры и локальной дендритной неоднородности, стохастический характер и степень которой выявляются при металлографическом исследовании. Реализован комплексный вычислительный инструментарий для исследования сплавов, который ориентирован на анализ многофакторной системы литейных процессов и прогнозирование микроструктуры отливок.

• Оглавление
• Введение
• Глава 1. Кристаллизация алюминиевых сплавов и исследование их дендритной структуры
  • 1.1. Литейные алюминиевые сплавы
  • 1.2. Перераспределение компонентов между фазами при кристаллизации алюминиевых сплавов
    • 1.2.1. Равновесный темп выделения первичной твердой фазы
    • 1.2.2. Диффузионные процессы при неравновесном выделении первичной твердой фазы
  • 1.3. Формирование микроструктуры алюминиевых сплавов
    • 1.3.1. Статистические модели для расчета параметров дендритной структуры
    • 1.3.2. Численные и аналитические модели для расчета вторичных междуосных промежутков дендритов
    • 1.3.3. Формирование эвтектической структуры
  • 1.4. Компьютерный анализ процесса формирования дендритной структуры
    • 1.4.1. Информационное обеспечение моделирования
    • 1.4.2. Параметризация моделей кристаллизации многокомпонентных сплавов
  • 1.5. Постановка цели и задач исследования
• Глава 2. Математическое моделирование процессов кристаллизации отливок
  • 2.1. Выбор сплавов для исследования
  • 2.2. Постановка и решение мезомасштабной кристаллизационной задачи
    • 2.2.1. Тепловая задача
    • 2.2.2. Выделение первичного твердого раствора
    • 2.2.3. Выделение эвтектической твердой фазы
    • 2.2.4. Формирование дендритной структуры
    • 2.2.5. Формирование эвтектической структуры
  • 2.3. Программное обеспечение компьютерного моделирования
  • 2.4. Информационное обеспечение компьютерного моделирования
  • 2.5. Методика проведения экспериментов
    • 2.5.1. Заливка и металлографический анализ структуры образцов
    • 2.5.2. Оценка условий затвердевания литых образцов
• Глава 3. Темп выделения первичной твердой фазы при неравновесной кристаллизации алюминиевых сплавов
  • 3.1. Постановка задачи
  • 3.2. Влияние легирующих компонентов на равновесный темп выделения твердой фазы
  • 3.3. Численное моделирование неравновесного хода кристаллизации
  • 3.4. Влияние условий кристаллизации на соотношение структурных составляющих
  • 3.5. Экспериментальная оценка результатов численного расчета
• Глава 4. Изменение состава жидкой фазы в условиях подавления диффузии в твердой фазе
  • 4.1. Постановка задачи
  • 4.2. Кристаллизация двойных сплавов
  • 4.3. Кристаллизация тройных сплавов
    • 4.3.1. Этап выделения твердого раствора
    • 4.3.2. Этап выделения эвтектики
  • 4.4. Оценка адекватности численного анализа изменения состава жидкой фазы
• Глава 5. Параметры микроструктуры, формирующейся в процессе кристаллизации алюминиевых сплавов
  • 5.1. Расчет параметров микроструктуры
  • 5.2. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений величины междуосных промежутков дендритов
  • 5.3. Комплексное влияние различных факторов на процесс кристаллизации и параметры микроструктуры
  • 5.4. Междуосные промежутки дендритов в двойных и тройных сплавах
  • 5.5. Экспериментальная оценка параметров дендритной и эвтектической структуры
  • 5.6. Локальная неоднородность микроструктуры сплавов
• Глава 6. Технологический анализ хода неравновесной кристаллизации и формирования микроструктуры литых заготовок
  • 6.1. Прогнозирование хода кристаллизации и микроструктуры отливок
  • 6.2. Диагностика процесса питания отливок
• Заключение
• Список литературы
• Приложение А
• Приложение Б