Προσομοίωση χύτευσης κράματος αλουμινίου 5182

Καραμπίνης, Ιωάννης

dc.contributor.author	Καραμπίνης, Ιωάννης	el
dc.date.accessioned	2020-10-29T11:04:50Z
dc.date.available	2020-10-29T11:04:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51667
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19365
dc.rights	Default License
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Χύτευση	el
dc.subject	Θερμή ρηγμάτωση	el
dc.subject	Μακροδιαφορισμός	el
dc.subject	Αλουμίνιο	el
dc.subject	Direct chill casting	en
dc.subject	Macrosegregation	en
dc.subject	Hot tearing	en
dc.subject	Coupled heat-flow model	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.title	Προσομοίωση χύτευσης κράματος αλουμινίου 5182	el
dc.title	Simulation of direct chill casting of aluminum alloy 5182	en
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Ανάπτυξη μοντέλου σύζευξης μεταξύ ροής - μεταφοράς θερμότητας και προσομοίωση της αλλαγής φάσης.	el
heal.classification	Προσομοίωση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-14
heal.abstract	Η διεργασία “Direct Chill Casting” έχει εδραιωθεί τα τελευταία 60 χρόνια ως κύρια μέθοδος χύτευσης για την παραγωγή πλινθωμάτων και μπιγετών από κράματα αλουμινίου που θα οδηγηθούν σε μετέπειτα μεταλλοτεχνική διεργασία για την παραγωγή εξαρτημάτων κυρίως για την αεροναυπηγική και την αυτοκινητοβιομηχανία. Τα κύρια πλεονεκτήματα της διεργασίας αυτής περιλαμβάνουν τον έλεγχο της στερεοποίησης καθώς και την σχετικά υψηλή ποιότητα των χυτών προϊόντων. Υπό το πρίσμα των αυξανόμενων βιομηχανικών απαιτήσεων, εμφανίζεται η αναγκαιότητα για χύτευση νέων κραματικών συστάσεων με σκοπό την επίτευξη ανώτερων μηχανικών ιδιοτήτων για τα κράματα αλουμινίου. Αυτό επιβάλλει την ανάγκη της σε βάθος κατανόησης της διεργασίας και των μηχανισμών που ελέγχουν τον σχηματισμό της δομής αλλά και πιθανών ελαττωμάτων κατά την DC χύτευση. Οι προσομοιώσεις δίνουν περισσότερη πληροφορία στους ερευνητές σχετικά με την κατανόηση και τον έλεγχο των παραμέτρων της DC χύτευσης για την παραγωγή πλινθωμάτων και μπιγετών απαλλαγμένων κατά το δυνατόν από ελαττώματα και για την αύξηση της ποιότητας των χυτών περιορίζοντας παράλληλα το συνολικό κόστος που θα απαιτούνταν στην περίπτωση εφαρμογής μεθόδων δοκιμής και σφάλματος. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια σύνοψη της διεργασίας DC χύτευσης για πλινθώματα από κράματα αλουμινίου καθώς και τους βασικούς μηχανισμούς που συμβάλλουν στον σχηματισμό ελαττωμάτων. Με βάση την θεωρία της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής αναπτύχθηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης της DC χύτευσης για το κράμα αλουμινίου ΑΑ5182 στα συμβατικά λογισμικά προσομοίωσης Comsol Multiphysics v5.5 και Ansys Fluent v19.2. Σκοπός του CFD μοντέλου είναι να καθορίσει τον βαθμό αλλά και τον τρόπο που οι παράμετροι χύτευσης (ταχύτητα χύτευσης, υπερθέρμανση τήγματος κ.α.) επηρεάζουν το μεταλλουργικό μήκος και τις διαστάσεις της ημίρρευστης ζώνης αλλά και πως αυτά σχετίζονται με το σχηματισμό ελαττωμάτων, βάσει στοιχείων από τη διεθνή βιβλιογραφία. Σε επόμενο στάδιο, επιχειρείται η σύγκριση μεταξύ των λογισμικών προσομοίωσης που χρησιμοποιήθηκαν με πρόθεση να υποβοηθηθούν μελλοντικές απόπειρες προσομοίωσης της DC χύτευσης.	el
heal.abstract	For the past 60 years, Direct Chill Casting of wrought aluminum alloys is a well-developed technique for the production of ingots and round billets intended for further metal forming processes to produce parts basically for the aerospace and automotive industry. The main advantages of this procedure include the control of solidification pattern as well as the relatively high quality of cast alloys. As far as increasing industrial requirements are concerned, there is a need of casting for new alloying concentrations to achieve higher mechanical and service properties of wrought aluminum alloys. That imposes the necessity for deep understanding of the process and its mechanisms that control the structure and defect formation. Computer simulations are giving much better insight to the scientists in understanding and controlling the parameters of DC Casting to produce defect free ingots and billets and increase the quality of castings while reducing the overall cost that would be required by trial and error procedures. This thesis represents an overview of Direct Chill Casting of aluminum rectangular ingots and the basic mechanisms that lead to defect formation. Based on Computational Fluid Dynamics Theory, a DC Casting model for AA5182 is built in commercial modeling software Comsol Multiphysics v5.5 and Ansys Fluent v19.2. The scope of this CFD model is to determine the extent and the way that casting parameters (casting velocity, melt superheat etc.) affect the sump depth, the dimensions of the transition region and how it is related to defect formation based on literature evidence. In a latter part, a comparison between the two commercial software packages is achieved with the intention to help future implementations.	en
heal.advisorName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.academicPublisher	Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false