فاطمه پيكاني قمي

Microstructural an‎d Economic Comparison of the Gating System of a Steel Casting with Old an‎d New Designs

در اين پژوهش، با هدف بهبود كيفيت و كاهش هزينه‌هاي توليد در فرآيند ريخته‌گري فولاد، سيستم راهگاهي قطعه‌ي فولادي «گوه‌ي روسي» در دو نسخه‌ي طراحي قديم و طراحي جديد از نظر ساختاري و اقتصادي مورد مقايسه قرار گرفت. روش تحقيق شامل دو مسير شبيه‌سازي عددي و آزمايش‌هاي عملي ا بود. در بخش شبيه‌سازي، مدل سه‌بعدي هر دو طراحي در نرم‌افزار CATIA ايجاد و سپس در محيط ProCAST تحليل شد. در اين مرحله، پارامترهايي مانند سرعت جريان مذاب، توزيع دما، مسير انجماد و نواحي مستعد ايجاد حفرات انقباضي بررسي شد. نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه طراحي قديمي موجب تلاطم جريان، انجماد غيرجهت‌دار و تشكيل مك‌هاي انقباضي در بخش‌هاي مركزي قطعه مي‌شود، در حالي‌كه طراحي جديد با استفاده از تئوري سرعت بحراني 0/5 m/s و تعبيه‌ي تغذيه‌ي گرم، باعث پرشدگي يكنواخت، انجماد جهت‌دار و تمركز حفرات در تغذيه شد. در بخش آزمايشگاهي، قطعات فولادي GS45 با هر دو طراحي در قالب‌هاي ماسه‌اي ريخته و پس از عمليات حرارتي نرماله، تحت بررسي ماكروسكوپي و متالوگرافي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه در طراحي جديد، عيوب انقباضي به ميزان قابل توجهي كاهش يافته است. از ديدگاه اقتصادي نيز، طراحي بهينه با كاهش حجم مذاب مورد نياز، افزايش راندمان ريخته‌گري و مصرف كمتر ماسه و انرژي همراه بود. در مجموع، نتايج تحقيق نشان داد كه طراحي جديد سيستم راهگاهي علاوه‌بر بهبود ساختاري قطعه، از نظر اقتصادي نيز مقرون‌به‌صرفه‌تر است و قابليت تعميم به ساير قطعات فولادي را دارد.

سيستم راهگاهي , ريخته‌گري فولاد , تئوري سرعت بحراني , شبيه‌سازي عددي , تحليل اقتصادي , فولاد GS45