intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Nghiên cứu, dự đoán cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim nhôm A356 bằng mô hình MCA 2 - D & 3 - D

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST
Báo xấu
25
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính mới của bài viết đã phân tích mô hình hóa điện toán quá trình đông đặc hình thành cấu trúc vi mô kiểm soát được tính chất vật lý và cơ học của vật liệu, nhưng sự phức tạp của cấu trúc tế vi thường khiến nó khó được mô phỏng bằng các kỹ thuật phân tích hoặc số. Thuật toán mô hình MCA 2 D & 3 - D cho phép triển khai dữ liệu cấu trúc vi mô từ các thí nghiệm có thể phân tích các hiện tượng chuyển hóa kể cả nhiệt, chất và dòng chảy trong các quá trình đông đặc khác nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu, dự đoán cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim nhôm A356 bằng mô hình MCA 2 - D & 3 - D

  1. SỐ 2 (73) 2021 Địa chỉ: - Số 1: Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Số 2: Số 72, đường Nguyễn Thái Học/Quốc lộ 37, phường Thái Học, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Điện thoại: (0220) 3882 269 Fax: (0220) 3882 921 Website: http://saodo.edu.vn Email: info@saodo.edu.vn Số 2 (73) 2021 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ISSN 1859-4190 Địa chỉ Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ. Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương. Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980. Số 2 (73) Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn. Giấy phép xuất bản số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 và Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT 2021 ngày 03/06/2016 của Bộ Thông n và Truyền thông. Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 của Cục Thông n Khoa học và Công nghệ Quốc gia. In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, tại Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011.
  2. T H ỂLỆG Ử IB À I T Ạ PC H ÍN GHIÊ NCỨUK HOAH Ọ C ,TRƯỜ NGÐ ẠIHỌCS A OÐ Ỏ Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ (ISSN 1859-4190), thường xuyên công bố kết quả, công trình nghiên cứu khoa học và công nghệ của các nhà khoa học, cán bộ, giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao T ổ n g B iê n t ậ p E d it o r -in -C h ie f học, sinh viên ở trong và ngoài nước. TS. Đỗ Văn Đỉnh Dr. Do Van Dinh 1. P h ó T ổ n g b iê n t ậ p V ic e E d it o r -in - C h ie f học thuộc các lĩnh vực: Điện - Điện tử - Tự động hóa; Cơ khí - Động lực; Kinh tế; Triết học - Xã hội học - TS. Nguyễn Thị Kim Nguyên Dr. Nguyen Thi Kim Nguyen T h ư k ý Tò a so ạn O ff ic e S e c r e t a r y học; Toán học; Vật lý; Văn hóa - Nghệ thuật - Thể dục thể thao... TS. Ngô Hữu Mạnh Dr. Ngo Huu Manh 2. Bài nhận đăng là những công trình nghiên cứu khoa học chưa công bố trong bất kỳ ấn phẩm khoa học nào. 3. H ộ i đ ồ n g B iê n tậ p E d it o ria l B o a rd NGND.TS. Đinh Văn Nhượng - Chủ tịch Hội đồng Poeple's Teacher, Dr. Dinh Van Nhuong - Chairman Trường hợp bài báo phải chỉnh sửa theo thể lệ hoặc theo yêu cầu của Phản biện thì tác giả sẽ cập nhật trên GS.TS. Phạm Thị Ngọc Yến Prof.Dr. Pham Thi Ngoc Yen website. Người phản biện sẽ do toà soạn mời. Toà soạn không gửi lại bài nếu không được đăng. PGS.TSKH. Trần Hoài Linh Assoc.Prof.Dr.Sc. Tran Hoai Linh 4. Các công trình thuộc đề tài nghiên cứu có Cơ quan quản lý cần kèm theo giấy phép cho công bố của cơ PGS.TS. Nguyễn Quốc Cường Assoc.Prof.Dr. Nguyen Quoc Cuong quan (Tên đề tài, mã số, tên chủ nhiệm đề tài, cấp quản lý,…). PGS.TS. Nguyễn Văn Liễn Assoc.Prof.Dr. Nguyen Van Lien 5. GS.TSKH. Thân Ngọc Hoàn Prof.Dr.Sc. Than Ngoc Hoan GS.TSKH. Bành Tiến Long Prof.Dr.Sc. Banh Tien Long 6. Tên tác giả (không ghi học hàm, học vị), font Arial, cỡ chữ 10, in đậm, căn lề phải; cơ quan công tác của các GS.TS. Trần Văn Địch Prof.Dr. Tran Van Dich tác giả, font Arial, cỡ chữ 9, in nghiêng, căn lề phải. GS.TS. Phạm Minh Tuấn Prof.Dr. Pham Minh Tuan 7. Chữ “Tóm tắt” in đậm, font Arial, cỡ chữ 10; Nội dung tóm tắt của bài báo không quá 10 dòng, trình bày PGS.TS. Lê Văn Học Assoc.Prof.Dr. Le Van Hoc PGS.TS. Nguyễn Doãn Ý Assoc.Prof.Dr. Nguyen Doan Y 8. Chữ “Từ khóa” in đậm, nghiêng, font Arial, cỡ chữ 10; Có từ 03÷05 từ khóa, font Arial, cỡ chữ 10, in GS.TS. Đinh Văn Sơn Prof.Dr. Dinh Van Son nghiêng, ngăn cách nhau bởi dấu chấm phẩy, cuối cùng là dấu chấm. PGS.TS. Trần Thị Hà Assoc.Prof.Dr. Tran Thi Ha 9. PGS.TS. Trương Thị Thủy Assoc.Prof.Dr. Truong Thi Thuy TS. Vũ Quang Thập Dr. Vu Quang Thap PGS.TS. Nguyễn Thị Bất Assoc.Prof.Dr. Nguyen Thi Bat GS.TS. Đỗ Quang Kháng Prof.Dr. Do Quang Khang 10. Bài báo được đánh máy trên khổ giấy A4 (21 × 29,7cm) có độ dài không quá 8 trang, font Arial, cỡ chữ 10, TS. Bùi Văn Ngọc Dr. Bui Van Ngoc PGS.TS. Ngô Sỹ Lương Assoc.Prof.Dr. Ngo Sy Luong PGS.TS. Khuất Văn Ninh Assoc.Prof.Dr. Khuat Van Ninh Prof.Dr.Sc. Pham Hoang Hai Trong trường hợp hình vẽ, hình ảnh có kích thước lớn, bảng biểu có độ rộng lớn hoặc công thức, phương GS.TSKH. Phạm Hoàng Hải trình dài thì cho phép trình bày dưới dạng 01 cột. PGS.TS. Nguyễn Văn Độ Assoc.Prof.Dr. Nguyen Van Do Assoc.Prof.Dr. Doan Ngoc Hai 11. Tài liệu tham khảo được sắp xếp theo thứ tự tài liệu được trích dẫn trong bài báo. PGS.TS. Đoàn Ngọc Hải PGS.TS. Nguyễn Ngọc Hà Assoc.Prof.Dr. Nguyen Ngoc Ha - Nếu là sách/luận án: Tên tác giả (năm), Tên sách/luận án/luận văn, Nhà xuất bản/Trường/Viện, lần xuất bản/tái bản. B a n B iê n tậ p E d it o ria l - Nếu là bài báo/báo cáo khoa học: Tên tác giả (năm), Tên bài báo/báo cáo, Tạp chí/Hội nghị/Hội thảo, Tập/ Kỷ yếu, số, trang. ThS. Đoàn Thị Thu Hằng - Trưởng ban MSc. Doan Thi Thu Hang - Head ThS. Đào Thị Vân MSc. Dao Thi Van - Nếu là trang web: Phải trích dẫn đầy đủ tên website và đường link, ngày cập nhật. 12. THÔNG TIN LIÊN HỆ: Địa chỉ Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ. Ban Biên tập Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương. Phòng 203, Tầng 2, Nhà B1, Trường Đại học Sao Đỏ Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980. Địa chỉ: Số 24 Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn. Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Giấy phép xuất bản số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 và Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 của Bộ Thông n và Truyền thông. Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 của Cục Thông n Khoa học và Công nghệ Quốc gia. In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, tại Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011. Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  3. TẠP CHÍ LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG SỐ NÀY ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Nghiên cứu bộ điều khiển trượt chống rung và mô phỏng 5 Lê Ngọc Trúc cho tay máy robot VNR - T1 5 bậc tự do Trần Văn Chi Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Danh Huy Nguyễn Trọng Các Nguyễn Tùng âm Phương pháp điều khiển chế độ trượt phân cấp - mờ thích 14 Trần Thị Điệp nghi mới cho một lớp các hệ thống Under - Actuated Dương Thị Hoa Nguyễn Thị Sim Thiết kế anten cho hệ thống vô tuyến khả tri sử dụng tụ Nguyễn Việt Hưng điện có điện dung biến thiên dựa trên vật liệu điện môi Nguyễn Trọng Các màng mỏng Thiết kế điều khiển tốc độ động cơ đồng bộ nam châm Lê Đức Thịnh vĩnh cửu sử dụng thuật toán Backtepping kết hợp bộ quan Nguyễn Đạt Thịnh sát nhiều High-gain Trần Văn Khoa Lê Nam Dương Vũ Hoàng Phương Nguyễn Trọng Các Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Tùng Lâm LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số công nghệ miết ép đến Nguyễn Văn Hinh độ nhám bề mặt của chi ết máy Nghiên cứu một số thông số máy may ảnh hưởng tới độ bền 42 Tạ Văn Hiển và tổn thương đường may 301 trên vải giả da Nguyễn Thị Hằng Mạc Thị Hà Ảnh hưởng tải trọng đến khả năng tự hồi phục mòn của phụ 49 Nguyễn Đình Cương gia nano TiC trong dầu bôi trơn CF-4 15W/40 ghiên cứu, dự đoán cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp 55 Vũ Hoa Kỳ kim nhôm A356 bằng mô hình MCA 2-D&3-D Đào Văn Kiên Mạc Thị Nguyên Dương Thị Hà Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  4. TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG SỐ NÀY ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất 65 Trần Hải Đăng lượng sản phẩm trong công nghệ dập thuỷ nh phôi tấm bằng Vũ Hoa Kỳ mô phỏng số Nguyễn Thị Liễu Nguyễn Thị Thu Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian in chuyển Đỗ Thị Thu Hà nhiệt đến độ rạn bề mặt in trên vải Pe/Co Nguyễn Quang Thoại Đỗ Thị Tần NGÀNH KINH TẾ Ứng dụng lý thuyết tín hiệu đánh giá giá trị chương Nguyễn Minh Tuấn trình đào tạo bậc đại học của khoa Điện, Trường Đại học Trần Thị Hằng Sao Đỏ Nguyễn Thị Ngọc Mai NGÀNH NGÔN NGỮ HỌC Một vài suy nghĩ về việc dạy kỹ năng nghe hiểu tiếng Nguyễn Thị Lan Trung Quốc cho sinh viên trình độ sơ cấp khoa Du lịch và Bùi Thị Trang Ngoại ngữ, Trường Đại học Sao Đỏ LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion chì trong dung dịch Vũ Hoàng Phương nước của vật liệu chế tạo từ đất sét Trúc Thôn và tro trấu Nguyễn Ngọc Tú Mạc Thị Lê Tách chiết Anthraquinone từ rễ cây ba kích ( Trần Thị Dịu o cinalis), ứng dụng sản xuất kẹo cứng Bùi Văn Tú LIÊN NGÀNH TRIẾT HỌC - XÃ HỘI HỌC - CHÍNH TRỊ HỌC Một số cơ sở lý luận và yêu cầu, quy trình xây dựng, áp Nguyễn Thị Kim Nguyên dụng bộ chỉ số KPI trong giao và đánh giá hiệu quả công việc tại các trường cao đẳng, đại học hiện nay Học tập tấm gương làm việc trách nhiệm, khoa học, Nguyễn Thị Nhan đổi mới của hủ tịch Hồ Chí Minh trong xây dựng tác phong làm việc cho giảng viên các trường đại học hiện nay Một số giải pháp góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động Phạm Thị Hồng Hoa ngoại khóa các học phần lý luận chính trị cho sinh viên Nguyễn Thị Tình Trường Đại học Sao Đỏ Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  5. LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR ELECTRICITY - ELECTRONICS - AUTOMATION Processor in the loop simula on based an cha ering sliding 5 Le Ngoc Truc mode control for 5 - d of robot VNR-T1 Tran Van Chi Nguyen Huu Hai Nguyen Danh Huy Nguyen Trong Cac Nguyen Tung Lam A novel adap ve fuzzy hierarchical sliding mode control 14 Tran Thi Diep method for a class of Under - Actuated SIMO system Duong Thi Hoa Nguyen Thi Sim An antenna co-design for cogni ve radio systems using thin Nguyen Viet Hung lm barium stron um tanate varactor Nguyen Trong Cac Backstepping based speed control of permanent magnet Le Duc Thinh motors with high-gain disturbance observer Nguyen Dat Thinh Tran Van Khoa Le Nam Duong Vu Hoang Phuong Nguyen Trong Cac Nguyen Huu Hai Nguyen Tung Lam TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Research on the in uence of technology parameters Nguyen Van Hinh oscilla ng smoothing on the surface roughness of the machine part Research on some sewing machine parameters that a ect 42 Ta Van Hien seam strength and damage 301 in coated fabric Nguyen Thi Hang Mac Thi Ha oads e ect on self-recovering abrasive capable of nano T C 49 Nguyen Dinh Cuong addi ve in CF-4 15W/40 lubricant Research and simula on structure of A356 alloy when 55 Vu Hoa Ky solidi ca on by MCA 2-D and 3-D Dao Van Kien Mac Thi Nguyen Duong Thi Ha Research on the e ect of technology parameters on the 65 Tran Hai Dang product quality in hydrosta c forming for sheet metal by Vu Hoa Ky simula on Nguyen Thi Lieu Nguyen Thi Thu Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  6. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Study the e ects of temperature and thermal tranfer prin ng Do Thi Thu Ha me to the point of cracking on the Pe/Co fabric print surface Nguyen Quang Thoai Do Thi Tan Applica on of signal theory to evaluate the value of the Nguyen Minh Tuan undergraduete training program of the faculty of lectricity, Tran Thi Hang Sao Do University Nguyen Thi Ngoc Mai TITLE FOR STUDY OF LANGUAGE Some considera on on teaching Chinese listening 1 uyen Thi Lan comprehension skills for elementary-level students in Faculty Bui Thi Trang of Tourism and Foreign languages, Sao Do University TITLE FOR CHEMISTRY AND FOOD TECHNOLOGY Study on capacity adsorp on of lead ion in water solu on of Vu Hoang Phuong materials prepared from Truc Thon clay and rice husk ash Nguyen Ngoc Tu Mac Thi Le Extract of anthraquinone from (Morinda o cinalis) root for Tran Thi Diu produc on of hard candy Bui Van Tu TITLE FOR PHILOSOPHY - SOCIOLOGY - POLITICAL SCIENCE A number of theore cal and prac cal bases for building and Nguyen Thi Kim Nguyen applying KPI indicators in assigning and evalua ng work performance at colleges and universi es today Study responsible, scien c, innova on work example of Nguyen Thi Nhan President Ho Chi Minh in building working style for lecturers at present universi es Some solu ons to improve e ciency external course poli cal Pham Thi Hong Hoa theory for students of Sao Do University Nguyen Thi Tinh Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  7. LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu, dự đoán cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim nhôm A356 bằng mô hình MCA 2-D và 3-D Research and simula on structure of A356 alloy when solidi ca on by MCA 2-D and 3-D Vũ Hoa Kỳ*, Đào Văn Kiên, Mạc Thị Nguyên, Dương Thị Hà *Email: kyhoavu@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 03/4/2021 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 14/6/2021 Ngày chấp nhận đăng: 30/6/2021 Tóm tắt Bài báo đã phân tích mô hình hóa điện toán quá trình đông đặc hình thành cấu trúc vi mô kiểm soát được tính chất vật lý và cơ học của vật liệu, nhưng sự phức tạp của cấu trúc tế vi thường khiến nó khó được mô phỏng bằng các kỹ thuật phân tích hoặc số. Thuật toán mô hình MCA 2-D & 3-D cho phép triển khai dữ liệu cấu trúc vi mô từ các thí nghiệm có thể phân tích các hiện tượng chuyển hóa kể cả nhiệt, chất và dòng chảy trong các quá trình đông đặc khác nhau. Mô hình hóa sự so sánh của mô hình khẳng định được quá trình đông đặc với các dự đoán trong lý thuyết và cả các phép đo thực nghiệm cho hợp kim A356. Từ khóa: Cấu trúc tế vi A356; mô hình hóa MCA (Mô hình khớp nối mới lạ). Abstract Computer modeling of the solidi cation process forming a microstructure controls the physical and mechanical properties of the material, but the complexity of the microstructure often makes it dif cult to simulate using techniques. The MCA 2-D & 3-D modeling technique allows the deployment of microstructure data from experiments that can analyze metabolic phenomena including heat, substance and ow in other solidi cation processes. together. The comparison of the model con rmed the solidi cation process with theoretical predictions and also experimental measurements for the A356 alloy. : Microstructure A356; modeling MCA (Monte Carlo novel model of coupling). 1. ĐẶT VẤN ĐỀ của các loại mô hình tiền thân và cổ điển để dự đoán chuyển hoá cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim Việc điều chỉnh cấu trúc kết tinh là điều quan trọng mà chưa có nghiên cứu nào được công bố. hàng đầu để điều chỉnh các tính chất và chất lượng của sản phẩm đúc thành phẩm trong công nghệ đúc hiện Mô hình tiền thân được dựa trên cơ sở các công thức đại. Việc dự đoán chuyển hoá cấu trúc trong quá trình toán học cơ bản về một số lượng yếu tố, trước hết phát đông đặc các hợp kim là yếu tố then chốt trong kiểm triển mô hình nảy mầm, phát triển mầm và sự tác động soát, điều chỉnh cấu trúc đông đặc. Hơn mười năm của các hạt đẳng trục trong quá trình đông đặc. Theo gần đây đã có rất nhiều nghiên cứu về quá trình đông một số công trình đã công bố gần đây, thì mô hình tiền đặc hợp kim nhôm nhưng mô hình hoá điện toán đã thân đã có được những tiến bộ lớn trong kết nối với có thể cho phép mở rộng phạm vi ứng dụng toán học những tính toán trường nhiệt vĩ mô tới mô hình hóa để giải quyết các vấn đề phức tạp. Nó như một công quá trình đông đặc và những đặc trưng của cấu trúc cụ mạnh và quan trọng để dự doán trước sự chuyển chuẩn mực, như cỡ hạt, phát triển cành hình cây thứ hoá cấu trúc trong các quá trình đông đặc khác nhau. cấp và kiểu thiên tích, ở phạm vi của quá trình hoàn Đây là công trình nghiên cứu với những tiến bộ có ý chỉnh. Tuy vậy mô hình tiền thân nói chung được làm nghĩa của kỹ thuật mô hình hóa tính toán đã làm cho ra gần vị trí của mặt đông đặc theo thời gian. Người nó có thể phân tích các hiện tượng chuyển hoá kể cả ta hoàn toàn có thể dự đoán được sự cạnh tranh hạt nhiệt, chất và dòng chảy trong vùng mềm khi đông đặc trong miền kết tinh hình trụ và kết hợp với chuyển hóa đạt tới mức cao của các chi tiết dẫn đến sự phát triển ô mạng mà không thể nhìn thấy thực tế cấu trúc tế vi. So với mô hình tiền thân, các mô hình cổ, Monte Carlo (MC) và mô hình ô mạng tự động (CA) có nhiều ưu Người phản biện: 1. PGS. TS. Hoàng Văn Gợt điểm về dự đoán trước các nét cấu trúc tế vi như dạng 2. PGS. TS. Trần Vệ Quốc hình và kích cỡ từng hạt cấu hình riêng biệt. Đặc biệt Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  8. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC mô hình CA, trước đây đã được Rappaz và cộng sự về kỹ thuật mô phỏng số để dự đoán chính xác, định ứng dụng, nó dựa trên cơ sở xem xét cơ chế vật lý lượng quá trình chuyển hóa cấu trúc. Tuy vậy, mô hình về động năng của quá trình hình thành và lớn mầm này có những hạn chế rõ rệt. Chúng cần có các thiết bị các tinh thể hình cây định hướng. Cơ chế của phát điện toán có công suất và phạm vi tính toán lớn. Vì nó triển cạnh tranh các hình cây đã được gắn với thuật rất cần thiết cho áp dụng thực tế phức tạp. Mặt khác khi toán mô hình CA. Và vì thế mô hình CA có thể định tập trung vào ứng dụng thực tế các mô hình cấu trúc; lượng tiến hành mô phỏng theo thời gian về sự chuyển các mô hình điện toán ô mạng, mô hình này cho hiệu hóa cấu trúc mà ở đó các hạt riêng biệt, dạng hình và quả tính toán cao, phạm vi tính toán rộng, và dễ dàng cỡ kích của chúng có thể được minh họa bằng sơ đồ áp dụng vào thực tế với các vấn đề phức tạp. Tuy vậy, hoá. Hàng loạt nghiên cứu sử dụng mô hình ô mạng tự mô hình MCA còn một số hạn chế như: Đẳng hướng động 2 và 3 biến kết hợp cùng với phương pháp khối nhân tạo gây ra do ô mạng vuông của mô hình CA hoặc lượng hạn chế hoặc phương pháp yếu tố hạn chế để phụ thuộc kích cỡ lỗ ô mạng [7, 8]. Hình 1 cho thấy tính toán trường nhiệt vĩ mô đã đạt được thông báo về phạm vi độ lớn của các mô hình cấu trúc đặc trưng. mô phỏng cấu trúc hạt kết tinh hình thành các quá trình * Các mô hình định hướng nghiên cứu: kết tinh khác nhau [2, 3]. - Các mô hình phân tích. Tuy nhiên, cần biết rằng các mô hình cổ CA như đã nói ở trên có những hạn chế như không thể diễn tả được - Chuyển hóa chuẩn. cụ thể quá trình chuyển hóa cấu trúc bao gồm nhánh - Các mô hình pha nền. thân cây, phân bố lại chất tan và hình thành các pha * Ưu điểm của nhóm tiền thân MCA: thứ cấp (Eutectic). Để khắc phục những hạn chế của mô hình CA, người ta đã xây dựng mô hình ô mạng - Trên cơ sở nhiệt động học. tự động sửa đổi MCA, nó có thể diễn đạt được quá - Dự đoán cấu trúc chính xác. trình chuyển hóa các nét phát triển của cấu trúc hình * Nhược điểm của nhóm tiền thân MCA: cây, bao gồm phát triển và lớn lên của các thân cây sơ cấp, các cành của các nhánh hình cây thứ hai và - Cần có lực điện toán máy tính mạnh. thứ ba như phân bố lại chất tan có tiến triển. Mô hình - Phạm vi tính toán bị hạn chế. MCA có thể được sử dụng để dự đoán trước sự phát triển đa thân cây trong quá trình đông đặc các hợp b. Nhóm cổ điển CA kim, sự chuyển hóa cấu trúc không hình cây hoặc hình Phương pháp mô hình ô mạng tự động cổ thích hợp cầu trong quá trình đúc bán lỏng và sự hình thành cấu trúc Eutectic trong cả 2 hệ hợp kim Eutectic đều và để mô phỏng cấu trúc vĩ mô có phạm vi cỡ kích rộng không đều, không mặt/không cạnh (non-faceted/non như các hạt đông đặc, xê dịch từ mm đến cm hoặc m. faceteted) [5, 6]. Mô hình pha nền bao gồm phương Còn mô hình pha nền là thích hợp cho cấu trúc vi mô trình bảo toàn chất tan cùng với diễn đạt nhiệt động và như thù hình phát triển cấu trúc hình cây, độ lớn từ mm vật lý của quá trình khuếch tán trên biên giới pha, nó đến mm. Như vậy có khoảng trống giữa mô hình pha được ứng dụng để mô hình hóa sự phát triển lớn lên nền và mô hình cổ CA. Theo những nghiên cứu trước của hình cây Eutectic và Peritectic. Tuy nhiên, mô hình pha nền hiện tại cũng còn bị hạn chế do phạm vi tính đây mô hình CA cải tiến có thể là cầu nối của khoảng toán còn quá nhỏ vì hạn chế cỡ kích ô và khả năng giải trống đó. Động học phân tử và mô phỏng nguyên tử quyết điện toán có liên quan. được xem xét thích hợp để mô hình hoá cấu trúc có cỡ kích nanômét-nm như hình thành mầm và thù hình 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU nguyên tử trên biên giới pha đặc/lỏng. 2.1. Các mô hình ền thân và cổ Stochas c đông đặc * Các mô hình cổ điển: hợp kim nhôm A356 - Phương pháp carlo Method. Khi chúng ta xem xét mục đích của mô hình hóa sự chuyển hóa cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim - Các mô hình ô mạng tự động. có 2 mặt: Thứ nhất nếu như đặt tầm quan trọng về vật + Ô mạng tự động cổ. lý, hiểu về định lượng của các hiện tượng vật lý là một mặt quan trọng. Mặt khác nếu như đặt tầm quan trọng + Ô mạng tự động cải tiến. ở thực tế thì là rất quan trọng ở việc đưa các mô hình * Ưu điểm của mô hình cổ điển: cấu trúc vào ứng dụng thực tế. + Hiệu quả cao trong điện toán. Mô hình chuyển hóa cấu trúc trong quá trình đông đặc hợp kim có thể phân ra làm 2 nhóm: + Phạm vi điện toán rộng. a. Nhóm ền thân MCA + Dễ dàng ứng dụng vào thực tế. Trong số những mô hình tiền thân, mô hình pha nền là * Nhược điểm của mô hình cổ điển: trên cơ sở nhiệt động học xem xét giải quyết chủ yếu + Không định hướng nhân tạo. Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  9. LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Mô hình ô mạng tự động cải tiến Mô hình ô mạng tự động cổ điển Các mô hình pha nền Chuyển hoá chuẩn Động học phân tử Mô phỏng nguyên tử Mức thô đại Mức trung gian Mức micro Mức nanô (mm ~ cm, m) (µm ~ cm) (nm ~ µm) (~ nm) - Các cấu trúc hạt kết tinh - Các cấu trúc, CET - Thù hình lớn lên - Hình thành mầm (tụ đám) - CET - Thù hình hình cây hình cây - Thù hình biên pha lỏng/rắn - Hổng - SDAS - Chuyển hoá hình - Gắn kết nguyên tử cây phẳng và tế bào - Thiên tích thô đại - Thiên tích ơtéctic, Eutectic peritectic ơtectic, Eutectic peritectic… - Hổng co thắt… - Hổng vi lượng Hình 1. Phạm vi rộng lớn của mô hình nh toán 2.2. Diễn tả mô hình và phương pháp nh toán bào ô mạng hình thành mầm hoặc đông đặc kết tinh mầm sẽ phát triển lớn mầm với định hướng tinh thể. a. Diễn tả mô hình Tốc độ phát triển lớn mầm của các tế bào ô mạng phụ Mô hình MCA hiện tại còn chứa các khía cạnh xác suất thuộc vào quá trình làm nguội. Làm nguội vùng theo của mô hình ô mạng cổ như hình thành mầm dị thể, các thời gian tn, DT(tn), được xác lập bằng tổng của 3 yếu định hướng phát triển ưu tiên của các mầm hình thành tố chất tan, nhiệt và đường cong biến thiên cụ thể: và động lực học phát triển thành các thân cây. Tuy vậy sự khác biệt từ mô hình cổ CA trong nó chỉ trường DT(tn), = To - T(Tn) + m·(C(tn) - (Co)- G K(tn) (1) nhiệt độ là được xác lập, mô hình MCA cũng được tính Ở đây: toán để xây dựng các đường cong phụ thuộc và phân bố lại chất tan trong pha lỏng và rắn trong quá trình To và Co là nhiệt độ cân bằng lỏng và nồng độ ban đầu. đông đặc. Các ảnh hưởng của quá trình làm nguội phi Trong sự lớn mầm Eutectic thì To và Co là nhiệt độ và tuyến tính và tuyến tính kết hợp tới cân bằng nhiệt độ biên pha. Phạm vi tính toán được phân chia đến dạng nồng độ Eutectic. G là hệ số Gibbs-Thomson, còn K(tn), hình ô mạng tế bào vuông 2 biến (2-D) và dạng hình T(tn) là đường cong biến thiên, nồng độ và nhiệt độ ô mạng tế bào lập phương 3 biến (3-D). Mỗi một ô của tế bào ô mạng ở biên pha rắn/lỏng tại thời điểm tn mạng tế bào được đặc trưng bởi các biến khác nhau đã được xác định. Việc xác lập đường cong biến thiên (như nhiệt độ, nồng độ, hướng kết tinh hình học và tỷ biên pha có thể tìm thấy ở các tài liệu đã công bố [23, lệ đông đặc) và các trạng thái (lỏng, rắn). Trong trường 26]. Độ lớn của các tế bào ô mạng tại thời điểm tn là hợp mô phỏng Eutectic thì các tế bào đông đặc được l(tn) được xác lập như sau: đặc trưng bởi pha α hoặc b. Việc xác định các tế bào ô N mạng liền kề, lân cận và bao quanh của lớp thứ nhất, [9,11] cho các bài toán 2-D và 3-D được hiện thực. Các -1 l(tn) = (cosq + /sinq/) ( å{v[ DT (t n =1 n ) ].DTn }) (2) ô mạng tự động tạo ra trong các thời gian riêng biệt và trạng thái của các ô mạng ở thời gian riêng biệt được Ở đây: tính toán từ các qui tắc vùng như sự hình thành mầm DT là bước thời gian; kết tinh và động học lớn mầm kết tinh. Việc phân bố lại chất tan và khuếch tán trong pha lỏng, rắn được xác q là góc của hướng phát triển của tế bào rắn hợp với lập nhờ phương pháp khối có giới hạn [13]. đường giữa tế bào rắn này với tế bào lỏng liền kề, còn N là số tương tác; b. Các phương pháp nh toán, xác lập sự hình thành và lớn mầm cấu trúc v[DT(tn)] là tốc độ phát triển lớn mầm. Quan hệ giữa tốc độ làm nguội vùng và lớn mầm của pha sơ cấp hoặc Mô hình ô mạng tự động mới tính toán về động lực học pha Eutectic còn có thể tìm thấy ở trong này. Và như hình thành và lớn mầm cấu trúc. Mô hình hình thành mầm tiếp theo được sử dụng để diễn tả quá trình hình vậy tỷ lệ phần trăm rắn của tế bào ô mạng nhận được thành mầm không đồng nhất trong pha lỏng [14]. Tế ở thời điểm nhất định fs(tn) được diễn đạt như sau: Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  10. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC k là hệ số phân chia phần. Số hạng thứ 2 bên phải của IV = (3) phương trình (7) chỉ ra số lượng chất tan loại ra ở biên pha rắn/lỏng. Ở đây: Phương trình chính để diễn đạt quá trình khuếch tán L là bề rộng tế bào ô mạng của ô mạng CA. Khi fs(tn) trong pha rắn như sau: ≥ 1 thì tế bào liền kề sẽ chuyển hoá trạng thái của nó ¶C từ lỏng sang rắn và có cùng số liệu định hướng như tế r = rDs .Ñ 2 C (8) bào rắn. Cụ thể của thuật toán mầm cấu trúc hình cây ¶t 2-D và 3-D. Lấy thí dụ mô hình MCA xác lập để phân Ở đây: bổ lại chất tan cả ở pha lỏng và rắn trong quá trình là hệ số khuếch tán chất tan trong pha đặc. s đông đặc. Các phương trình chủ yếu và sự sắp xếp theo hệ thống sự phân tán chất tan có quan hệ với sự Thuật toán Simpler được áp dụng để giải các phương phân bố lại chất tan, ở đó miền tan là giả thiết chính để trình động lượng và liên tiếp, phương trình (4) và (5) điều chỉnh khuếch tán [12]. sử dụng các đường kẻ ô và lai ghép bố trí. Trên cơ sở tính toán tốc độ ở các tế bào ô mạng CA, thì các 2.3. Mô hình MCA kết hợp với dòng đúc lỏng phương trình chuyển hoá các phần tử nhỏ cả ở lỏng và rắn được giải quyết bởi sự bố trí hoàn toàn tuyệt Để phỏng đoán được cấu trúc hình cây đông đặc trong đối và thuật toán lập phương (ba chiều) (TDMA). Bố đúc rót hợp kim lỏng, mô hình ô mạng cải tiến MCA để trí lai ghép được sử dụng để đánh giá cả giới hạn đối mô phỏng sự chuyển hoá cấu trúc là cùng với mô hình lưu và khuếch tán. Trên cơ sở hình dáng tính toán điện toán liên tục để mô phỏng sự chuyển hoá chất chất tan, thì làm nguội vùng và tốc độ phát triển mầm tan bằng đối lưu và khuếch tán trong khi đông đặc hợp của tế bào ô mạng biên pha được tính toán theo kim. Các phương trình để chuyển hoá dòng đúc lỏng các phương trình (1) đến (3). Ở bước này việc bố được diễn đạt như sau [20, 23]. trí lại quanh các tế bào đông đặc được xác lập theo Phương trình chảy liên tục: công thức (6). Các tế bào đông đặc mới được xem (4) xét như những trở ngại cho bước tiếp theo của quá Ñ.u = 0 trình mô phỏng dòng đúc lỏng. Sử dụng mô hình tốc Phương trình Navier-Stokes: độ và chất tan, thì việc xác lập dòng chảy ở vùng lỏng có thể được liên tục. Các thông số nhiệt và vật ¶u r + r u.Ñu = -ÑP + Ñ(µ..Ñu) (5) lý trong mô phỏng hiện tại đã được công bố trong ¶t các công trình [7]. Ở đây: 3. KẾT QUẢ - THỰC NGHIỆM BẰNG MÔ HÌNH MCA X là véctơ tốc độ; 2-D và 3-D [23] r là mật độ còn; 3.1. Dự đoán cấu trúc đông đặc bằng mô hình MCA là áp suất thuỷ lực. 2-D và 3-D Đặt giả thiết rằng nồng độ của các pha rắn, lỏng ở biên Mô hình MCA 2-D & 3-D giúp cho quá trình đông đặc pha rắn, lỏng là cân bằng. Khi đông đặc ở biên pha định hướng được cấu trúc của hợp kim, sự phát triển rắn/lỏng xảy ra, thì các phần phân chia giữa lỏng và của cấu trúc hạt với tốc độ làm nguội, sau đây là một rắn được xác lập theo công thức sau: số kết quả mô hình. C s* = kC l* (6) Để mô phỏng thì phạm vi tính toán được chia vào 400×330 tế bào với kích cỡ 1 tế bào là 3 mm. Trường Ở đây: nhiệt độ bên trong phạm vi điện toán được giả thiết k là hệ số phân chia, còn V và là các nồng độ cân là có hình. Điều đó có thể làm sáng tỏ từ các hình mà bằng tương ứng trên biên pha lỏng/rắn. với việc tăng tốc độ làm nguội, thì thù hình pha sơ Các phương trình chủ yếu để phân bố lại chất tan ở cấp sẽ chuyển hóa dần từ dạng cầu sang dạng các cả 2 đối lưu và khuyếch tán trong lỏng được diễn đạt hình hoa thị và cuối cùng là các cấu trúc hình cây. như sau: Mô hình MCA 2-D được mở rộng tới 3 biến để mô phỏng chuyển hóa cấu trúc 3-D trong quá trình đông ¶C ¶f (7) r + r u.ÑC = rDl .Ñ 2 C + rC (1 - k ) s đặc hợp kim. ¶t ¶t Hình 2 cho thấy thí dụ về mô phỏng số, nó chỉ ra sự lớn Ở đây: lên mầm cạnh tranh của các hình cây trong quá trình t là thời gian; đông đặc định hướng của hợp kim succinotrile -1,3% accton. Hình 2a ở phía bên trái cho thấy kết quả thực là hệ số khuyếch tán chất tan trong lỏng; s nghiệm của Esaka năm 1986, ta có thể nhận thấy rằng fs là tỷ lệ phần trăm. cấu trúc đông đặc có thể nằm ở dạng hình trụ, dạng Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  11. LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC nhánh cây hình xiên một cách hỗn độn không đồng Mô phỏng nhất, Hình 2b cho thấy cấu trúc hạt mô phỏng bằng mô hình CA-FE năm 1994 cho ta biết được cấu trúc đông đặc đồng nhất và bề mặt ít xuất hiện các dạng mầm tinh thể dạng nhánh cây và Hình 2c cho thấy các cấu trúc hạt hình cây đạt được bằng mô hình MCA - 2001 cấu trúc hạt được cải tiến rõ ràng và đồng nhất hơn. Thực nghiệm Cần nhận biết rằng sự chuyển hoá pha sơ cấp trong khi đông đặc hợp kim có quan hệ chặt chẽ với tốc độ làm nguội. Mô hình MCA 2-D đã được ứng dụng để phỏng đoán trước sự chuyển hoá pha sơ cấp dưới những điều kiện làm nguội khác nhau. Hình 3 [23] cho thấy các cấu trúc dự đoán và thực nghiệm của hợp kim Al-7%Si với nhiệt độ đúc rót 893oC Hình 3. Cấu trúc mô phỏng của hợp kim Al-7% Si ở và ở các tốc độ làm nguội khác nhau: a - 0,3 K/s, nhiệt độ rót 893 3C với tốc độ làm nguội a-0,3 K/s, b-3 K/s, c-10 K/s, d-30 K/s b - 3 K/s, c - 10K/s, d - 30 K/s. Hình 4 cho thấy thù hình mô phỏng 3-D các hình cây của hợp kim Al-15%Cu được đông đặc từ pha lỏng được làm nguội (DT = 10K) Chỗ tối của các hình trong nhóm 2-D chỉ ra là nồng độ ở cả pha rắn và lỏng. Để mô phỏng thì phạm vi tính toán được chia vào các tế bào khối lập phương 160×160×160 với 1 tế bào có cỡ kích 1mm. Ở khi bắt đầu mô phỏng, thì 1 mầm có tinh thể định hướng của các góc 3 zero 0o Euler, f = 0o, q = 0o, j = 0 o là qui cho ở tâm của vùng xét. Mô hình MCA 3-D cũng đã được ứng dụng để phỏng Hình 4. Sự thù hình các hình cây mô phỏng của đoán trước sự chuyển hóa cấu trúc hình cây của các hợp kim Al-15% Cu đông đặc ở nhiệt độ 878 K (DT = 10 K); giọt hợp kim Al-10%Cu trong điều kiện trường nhiệt độ a - xem nhóm 2-D, b - xem nhóm 3-D không tạo hình. Phạm vi tính toán bao gồm 491.864 tế bào lập phương có hình và 1 tế bào có cỡ kích là 1 mm. Nhiệt độ môi trường khí quyển là 298 K. Hệ số chuyển hóa nhiệt ở biên pha giọt/không khí và nung giọt được chọn là 5.000 W/(m2.K) và 30 K. Hình 5. Cấu trúc mô phỏng và thực nghiệm của các giọt hợp kim nguyên tử Al-10% Cu, với kích cỡ các giọt khác nhau: a - 40 mm, b - 100 mm, c -200 mm, d -100 mm Ở đây: a-, b- và c biểu thị các cấu trúc cho thấy ở mặt cắt ngang 2-D và d- giọt hợp kim 3-D. Hình 5 chỉ ra rằng các cấu trúc mô phỏng và thực nghiệm với cỡ kích giọt khác nhau là a - 40 mm, b - 100 mm, c - 200 mm, mà nó được cho thấy ở nhóm Hình 2. Sự phát triển cạnh tranh của các hình cây 2-D. Hình 5(d) cho thấy bề ngoài 3 biến của thù hình ở quá trình đông đặc định hướng hình cây của các giọt với đường kính 100 mm. Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  12. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Các hình còn cho thấy mô hình 2-D và mô hình 3-D có Mô phỏng thể dự đoán trước không chỉ cấu trúc hạt đông đặc, mà còn cả thù hình hình cây bên trong các hạt. 3.2. Dự đoán trước cấu trúc Eutec c Mô hình MCA được mở rộng tới hệ đa pha, bao gồm Thực nghiệm pha lỏng và 2 pha rắn, để phỏng đoán trước sự hình thành của cấu trúc ở cả Eutectic đều và không đều khi đông đặc hợp kim Eutectic Hình 6 biểu thị cấu trúc Eutectic trạng thái vững chắc đặc trưng của hợp kim CBr4 - 8,4% đông đặc định hướng ở Gradien nhiệt độ 3,6 K/mm với các tốc độ lớn mầm Hình 7. Cấu trúc mô phỏng và thực nghiệm của các hợp kim Al-Si kết nh định hướng với G = 15 K/mm và khác nhau a - 0,2 mm/s, b - 0,5 mm/s, và c - 1,0 mm/s. được tôi trong nước theo: a. Al-12,6% Si, b. Al-8% Si Mô phỏng V = 0,2 mm/s Điều đó có thể ghi nhận được từ Hình 7(a) là cho thấy rằng các giàn Eutectic silic nhiều mặt phát triển đồng thời với nền không nhiều mặt có độ rộng khoảng cách V = 0,5 mm/s tại đó và định hướng với những nét cụ thể để định hướng phát triển tất cả. Mặt khác Hình 7(b) biểu thị rằng các Eutectic α sơ cấp hình cây và không hình cây cùng tồn tại trong hợp kim hypo-Eutectic Al-8% Si. V = 1,0 mm/s Ngoài ra gần đây chúng ta đã sử dụng được mô hình đa pha MCA để mô phỏng sự chuyển hoá cấu trúc khi chuyển hóa peritectic. Điều đó có thể mô phỏng một số hiện tượng riêng biệt được phát hiện trong quá trình Thực nghiệm đông đặc peritectic giống như pha b hình thành mầm V = 0,2 mm/s quanh pha α sơ cấp và ở bên lớn mầm từ cả pha lỏng và pha rắn α 3.3. Dự đoán trước thù hình phát triển lớn lên của hình cây ở hợp kim lỏng V = 0,5 mm/s Cần biết rằng sự đối lưu ép buộc trong hợp kim lỏng có tác động đến thù hình lớn lên của hình cây. Và vì thế hiểu về định lượng đúc rót phối hợp kim loại lỏng khi V = 1,0 mm/s đông đặc cần thiết cho điều chỉnh cấu trúc và cơ tính của sản phẩm đúc. Hình 6. Sự thù hình của phát triển lớn mầm Eutec c bền chắc của hợp kim kết nh định hướng; CBr -8,4%C Cl6 cho các tốc độ đông đặc khác nhau: a. v = 0,2 mm/s, b. v = 0,5 mm/s, c. v = 1,0mm/s Phạm vi tính toán gồm các tế bào 450×180 với cỡ kích 1 tế bào là 2 mm. Điều đó có thể cho thấy từ hình với biên pha lỏng/rắn ở mặt phẳng 2 chiều với 3 tốc độ Hình 8. Ảnh hưởng của dòng đúc đến sự lớn lên của và khoảng cách giữa các tấm phiến biên giảm với sự cấu trúc hình cây đơn với các hướng kết nh hình học: tăng tốc độ lớn mầm. Các cấu trúc mô phỏng Eutectic a - 03, b - 30 3, c - 453 đều là đồng thuận với kết quả thực nghiệm. Hơn nữa Hình 9 biểu thị sự thù hình mô phỏng của hợp kim mô hình MCA cũng có thể diễn đạt ở phạm vi rộng các Al - 2 % Cu đông đặc từ hợp kim lỏng được làm nguội khía cạnh phát triển Eutectic thực tế như phát triển (DT = 20 K) trong dòng lỏng. Eutectic dao động, Eutectic phiến, đầu mút nứt vỡ, tách ra của các phiến riêng biệt và tỷ lệ phần trăm thể Để mô phỏng hoá, phạm vi tính toán được phân chia vào tích được điều chỉnh. các tế bào 200×200 với kích cỡ 1 tế bào là 0,2 mm. Khi Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  13. LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC bắt đầu mô phỏng thì 1 mầm với định hướng lớn mầm ưu tiên 0o, 30o hoặc 45 o có nét theo hướng ngang được phân chia ở tâm của vùng tính toán. Giả thiết rằng hợp kim được đúc với tốc độ phần chính là Um= 0,1 m/s từ trái qua phải. Các mặt đỉnh mút và đáy của lĩnh vực giả thiết là có biên hạt đối xứng. Hình 8 còn chỉ ra các hình dạng cấu trúc hình cây có các định hướng kết tinh hình học a - 0o, 30o và b - 45o với các nét hướng ngang. Điều đó có thể cho thấy trên Hình 8 rằng các nhánh cây ở các hướng ngược dòng phát triển nhanh, trong khi sự phát triển của tinh thể hình cây ở hướng Hình 10. Sự phát triển của cấu trúc hình cây đơn với lớn lên thuận dòng là rất chậm. Các hình cây lớn lên, dòng rót 453, biểu thị cành bên ở hướng ngược dòng các nguyên tử tan được loại ra ở pha lỏng của biên Tương tự ở mô phỏng pha nền, nếu không có nhân tạo pha rắn/lỏng được chuyển hoá theo hướng từ ngược thì ra những đường chấm chấm, không khác mấy thù dòng tới thuận dòng bởi dòng đúc lỏng, kết quả là hình hình, hình cây giữa dòng định hướng ngược và dòng không đối xứng chất tan trong pha lỏng tức là nồng thuận đã được phát hiện. Tuy nhiên, theo mô phỏng độ ở miền trái là thấp hơn ở miền phải. Theo phương ô mạng tự động, thì sự phát triển không đối xứng và trình (1) dưới trường nhiệt độ cấu hình, thì thấp hơn cạnh bên cho hình cây ở hướng ngược dòng có thể là nồng độ, lớn hơn là làm nguội vùng. Và vì thế tốc được mô phỏng chính xác. độ phát triển hình cây ở miền trái là nhanh hơn ở miền phải, kết quả là đạt tới thù hình lớn lên của hình cây Những năm gần đây, đúc bán lỏng đã có một vị thế và không đối xứng. sự chú ý đặc biệt của giới hội trong sản xuất đúc. Đã có 2 phương pháp đúc bán lỏng: đó là phương pháp Một số nghiên cứu về độ lệch phát triển lớn lên của đúc Thixo và Rheo. Kết quả quan trọng của quá trình hình cây với dòng đúc rót đã được thông báo [1, 2, 3]. công nghệ là đạt được vật liệu đặc biệt, có cấu trúc không hình cây hoặc hình cầu. Như vậy là gần đây đã có sự chú ý ngày một tăng trong công nghệ đúc để đạt được cấu trúc hạt cầu mịn. Hình 11 chỉ ra các ảnh cấu trúc sử dụng cho phát triển công nghệ đúc tiên tiến Rheo. Ở hình này N là quan hệ mật độ của các mầm trong pha lỏng. Khi N = 1 với tốc độ làm nguội 0,2 oC/s chúng ta có thể đạt được cấu trúc hạt cầu mịn có cỡ hạt 40 - 50 mm. Tương tự khi N Hình 9. Hình cây đơn phát triển lớn lên cùng với vùng tăng 1.000 lần, chúng ta có thể đạt được cấu trúc hạt đúc xung quanh (a- Mô phỏng pha miền; b - Mô phỏng ô cầu rất mịn có cỡ hạt khoảng 10 mm. Trên cơ sở mô mạng tự động cải ến) phỏng này, chúng ta sẽ phát triển công nghệ đúc tiên tiến Rheo và được gọi là đúc vật liệu nano. Hình 9 cho thấy thù hình lớn lên của hình cây với dòng đúc lỏng chỉ ra sự lớn lên các hình cây không đối xứng và tạo nhánh bên: a - Mô phỏng pha, b - Mô phỏng ô mạng tự động. Trong trường hợp mô phỏng ô mạng tự động mới, sự chệch hướng của các nhánh hình cây ở hướng ngược dòng và cành bên có thể được dự đoán trước. Tuy vậy trong trường hợp mô phỏng pha nền, thì độ chệch của các nhánh cây ở phía ngược dòng và cành bên chỉ có thể dự đoán được bởi nhân tạo rộng. Hình 10 chỉ ra rằng khi sự phát triển lớn lên của các hình cây đơn xảy ra với dòng đúc lệch 45o, các cành bên xuất hiện trong hướng ngược dòng: Hình 11. Ảnh cấu trúc về phát triển phương pháp đúc nano Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  14. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Hình 12. So sánh các cấu trúc hạt cầu của hợp kim A356 Hình 12 chỉ ra các cấu trúc hạt cầu của hợp kim nguội, dòng chảy và đặc biệt là khi cho thêm các chất A356 đạt được bằng các quá trình đúc bán lỏng phụ gia vào để tạo ra cấu trúc hạt đông đặc theo mục khác nhau như: Thixo-Pichiney, Ube NRC và đúc đích sử dụng khác nhau. Như mô hình đa pha MCA vật liệu nano. Cấu trúc cầu đạt được ở phương để mô phỏng sự chuyển hóa cấu trúc khi chuyển hóa pháp đúc vật liệu nano là rất mịn hơn nhiều các phương pháp đúc khác. peritectic lớn mầm từ pha lỏng và pha rắn α 4. KẾT LUẬN - Mô hình ô mạng tự động cải tiến đã được phát triển TÀI LIỆU THAM KHẢO cốt để mô phỏng sự chuyển hóa cấu trúc trong quá trình đông đặc các hợp kim A356 từ đó có thể dự đoán [1]. Ch. A. Gandin, T. Jalanti & M. Rappaz (1998), được khoảng cách tạo nhánh cây chính, khoảng cách TMS Publication, Warrendale, PA, 363-374. nhánh cây phụ thuộc vào chiều dài, đường kính và [2]. S. Cho & C.P. Hong (1997), ISIJ Int., 37, khoảng cách của silicon theo chức năng của các điều 1098-1106. kiện đông đặc. [3]. Ph. Thevoz, J.L. Desbiolles & M. Rappaz (1989), - Mô hình cấu trúc vi mô được thực hiện bằng cách Metall, Trans. 20A, 311-322. kết hợp các phương trình phân tích đầy đủ vào các [4]. C.Y. Wang, & C. Beckermann (1996), Metall, modun xử lý sau khi đông đặc đến sự hình thành mầm, Mater. Trans. 27A, 2765-2783. động học của sự phát triển lớn mầm và định hướng [5]. M.C. Schneider, C. Beckermann, D.M. Lipinski, W. lớn mầm của các đỉnh hình cây được ưu tiên hơn. Schaefer (1998), TMS Publication, Warrendale, PA, 257-264. - Mô hình cũng tính đến ảnh hưởng của đường cong [6]. J.A. Spittle & S.G. Brown (1989), Acta Metall, 37, và tái bố trí lại cả ở pha rắn lẫn pha lỏng trong quá trình 1803-1810. đông đặc, sự thù hình lớn lên của các Eutectic đều và không đều và sự hình thành cấu trúc peritectic. Cùng [7]. P. Zhu & R.W. Smith (1992), Acta Metall, Mater., với mô hình điện toán liên tục (continum). 40(1992),3369-3379. [8]. M. Rappaz & Ch. A. Gandin (1993), Acta Metall, - Kết quả của mô phỏng số đã được so sánh với Mater., 41(1993),345-360. các phép đo thực nghiệm và cho thấy sự đồng tình. [9]. D.M. Stefanescu (1995), ISIJ Int, 35, 637-650. Phương pháp mô phỏng số thuận tiện cho việc xác [10]. Ch. A. Gandin, & M. Rappaz (1997), Acta, Mater, định các thang đo chiều dài cấu trúc vi mô trong hợp 45(1997),2187-2195. kim A356 khi đông đặc hợp kim nhôm cần thiết cho cơ [11]. M. Rappaz, & Ch. A. Gandin (1996), Metall, khí các mô hình dự báo tuổi thọ và thành phần của các Mater. Trans., 27A,695-705. chi tiết. [12]. W. J. Boettinger, S.R. Coriell, A.L. Greer, A. - Kết quả quan trọng của quá trình công nghệ mô Karma, W. Kurz, M. Rappaz, & R. Trivedi (200), phỏng là đạt được cấu trúc hạt cầu mịn, khả năng chịu Acta Mater, 48, 43-70. tải trọng tốt trong quá trình gia công chi tiết, có độ bền [13]. Ch. A. Gandin (1999), Metall, Mater. Trans., mỏi cao hơn rất nhiều. 30A,3153-3165 Tuy nhiên, để đạt được cấu trúc hạt mịn như trên thì [14]. H. Takatani, Ch. A. Gandin, & M. Rappaz, (2000), Acta Mater, 48,675-688. phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ rót, tốc độ làm Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  15. LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC [15]. A. Kermanpur, N. Varahram, P. Davami, [21]. U. Dilthey et al. (1998), TMS Publ, Warrendale, & M.Rappaz (2000), Metall, Mater. Trans. PA, 589-596. 31B,1293-1304. [22]. L. Nastac et al (1999), Acta Mater, 47, (1999), [16]. D.M (2001), Stefanescu, Proc. 7th AFC, Tapei, 4253-4262. October 12-15. [23]. M.F. Zhu et al.(2001), ISIJ Int., 41, 436-445. [17]. K.Y. Lee, et al (1997), ISIJ Inter, 37(1997), 38-46. [24]. Hossein Bayani, Seyed Mohammad Hossein [18]. Y.H. et al. (1998), ISIJ Inter, 38, 63-70. Mirbagheri, Mojtaba Barzeg, ariSadegh Firoozi, [19]. S.Y Lee et al (2001), ISIJ Inter, 40, 48-57. (2014), Simulation of unconstrained solidi cation [20]. L. Nastac et al Z(1998), Jom, March, 30-35. of A356 aluminum alloy on distribution of micro/ macro shrinkage, 57-65 THÔNG TIN VỀ TÁC GIẢ Vũ Hoa Kỳ - Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2004: Tốt nghiệp Đại học ngành Cơ khí nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội (nay là Học viện nông nghiệp Việt Nam). + Năm 2011: Tốt nghiệp Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. + Năm 2017: Tốt nghiệp Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Tổng hợp Kỹ thuật lâm nghiệp Saint Petersburg mang tên S.M. Kirov, LB Nga. -Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ. - Lĩnh vực quan tâm: Thiết kế máy, rung động máy. - Email: kyhoavu@gmail.com. - Điện thoại: 0905 402 122. Đào Văn Kiên - Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2006: Tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, ngành Công nghệ chế tạo máy. + Năm 2013: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ. - Lĩnh vực quan tâm: Khai thác và vận hành máy ện, phay, CNC. - Email: daotrungkien.1976@gmail.com. - Điện thoại: 0967 361 976. Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
  16. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Mạc Thị Nguyên - Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2007: Tốt nghiệp Học viện Kỹ thuật quân sự, ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, chuyên ngành Cơ điện tử. + Năm 2011: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ. - Lĩnh vực quan tâm: Tính toán thiết kế máy và robot. - Email: nguyenmacthi@gmail.com. - Điện thoại: 0389 481 166. Dương Thị Hà - Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, nghiên cứu): Năm 2008: Tốt nghiệp Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội, ngành Xây dựng cầu đường, chuyên ngành Công trình giao thông công chính. + Năm 2012: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Xây dựng đường ôtô và đường thành phố, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ. - Lĩnh vực quan tâm: Sức bền vật liệu, cơ kết cấu. - Email: haduonghd85@mail.com. - Điện thoại: 0943 717 488. Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (73) 2021
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2430 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2