Исследование закономерностей процесса охлаждения и кристаллизации капель расплава алюминиевых сплавов в водной среде

С использованием капельного метода гранулирования и метода центрифугирования расплава рассматриваются физические процессы кристаллизации капель расплава в водной среде. Построена математическая модель, которая на основе исходных данных процесса, диаметра капель расплава, условий охлаждения позволяет определить скорости охлаждения и кристаллизации, а также дендритный параметр структуры гранул исследуемых алюминиевых сплавов. Прогнозирование дендритного параметра микроструктуры гранул позволяет прогнозировать уровень дисперсности микроструктуры и, следовательно, прочностные свойства материала гранулята. В параметрах модели учитывались скорость движения капли, особенности процессов теплоотвода и зависимость теплофизических параметров сред от температуры. Разработана прикладная программа, реализующая построенную математическую модель. Реализация разработанной математической модели проводилась с использованием языка программирования Microsoft Visual C++. Математическая модель апробирована в процессе гранулирования высоколегированных алюминиевых сплавов (сплавы Д1 и Д16 системы Al–Cu–Mg, сплавы В95 и В96Ц системы Al–Zn–Mg–Cu), получаемых с помощью методов центробежного разбрызгивания расплава и капельного метода при охлаждении в водной среде. Скорость кристаллизации в натурных образцах измерялась на основе анализа дендритного параметра структуры материала. С использованием результатов анализа расчетных значений дендритного параметра и его измерений на реальных образцах гранул доказана высокая степень сходимости результатов математического моделирования и реальных данных.