Numeričke simulacije u razradi tehnološkog postupka lijevanja odljevaka od sivog lijeva kvaltiete EN GJL-200

master's thesis

• Title (english): Numerical simulations in the development of technological procedure of casting of gray cast castings of EN GJL-200 quality
• Author: Luka Zeljko
• Mentor: Zdenka Zovko Brodarac (mentor)
• Mentor: Barbara Tubić Bulat (pomoć pri izradi, neposredni voditelj)
• Mentor: Snježana Zeljko (pomoć pri izradi, neposredni voditelj)
• Committee member: Ladislav Lazić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zdenka Zovko Brodarac (član povjerenstva)
• Committee member: Martina Lovrenić-Jugović (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Metallurgy; Sisak
• Defense date and country: 2022-01-19, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Metallurgy

Abstract

Sivi lijev se tradicionalno odabire u industrijskoj primjeni zbog svoje dobre toplinske provodljivosti, povoljne cijene te širokog raspona mehaničkih svojstava. Utjecaj na konačnu mikrostrukturu i mehanička svojstva sivog lijeva imaju kemijski sastav i uvjeti skrućivanja. Sivi lijev najčešće je korištena legura iz familije željeznih ljevova u proizvodnji dijelova za automobilsku industriju te u domeni grijaćih tijela kamina i peći. Primjena u lijevanju tankostjenih odljevaka iziskuje pomnu razradu tehnološkog procesa lijevanja zbog sklonosti ka krivljenju te pojavi zapečenosti. Prednost numeričkih simulacija je učinkovito i brzo predviđanje tijeka lijevanja i skrućivanja te ekonomski isplativo modeliranje više varijanti u kratkom vremenu i njihova potencijalna utjecaja na svojstva konačnog proizvoda. U eksperimentalnom dijelu diplomskog rada provedene su simulacije za ukupno četiri verzije geometrije odljevka pri čemu je jedna verzija originalna geometrija koja se koristi za proizvodnju tankostjenog odljevka koji služi kao okvir vrata kamina, a optimiranjem geometrije razrađene su još tri verzije tog odljevka. Eksperimentalno je provedeno lijevanje i ispitivanje kvalitete odljevka i svojstva sve četiri verzije okvira vrata kamina od sivog lijeva kvalitete EN GJL-200. Utvrđen je utjecaj pozicije spone i veličine odzračnika na raspodjelu temperatura pri skrućivanju odljevka te na promjenu mikrostrukture, tvrdoću i vlačnu čvrstoću odljevaka od sivog lijeva kvalitete EN GJL-200.

Abstract (english)

Gray cast iron is frequently used in industry, due to good thermal conductivity, low price and good mechanical properties. Chemical properties and solidification conditions have significant influence on microstructure and mechanical properties development. Most common use of gray cast iron is in automotive industry and heating elements. The application in the casting of thin-walled castings requires careful elaboration of the technological casting process due to the curving tendency and the burns appearance. Advantage of numerical simulations is in effective and fast calculation of pouring and solidification of castings. Economical advantage lays in fast change of more different product variations in short time. Experimental part of this paper has four versions of numerical simulation of casting process. First one is the original geometry, which has been used in casting of thin-walled castings framework for fireplace doors. With optimizing geometry other three versions of the castings have been elaborated. Pouring process of all four versions of fireplace door frameworks form grey cast iron EN GJL-200 quality was performed followed by investigation of casting quality and properties. Influence of clamp position and the vents size were determined on temperature distribution during casting solidification, as well as theirs influence on microstructure development, hardness and tensile strength of gray cast iron EN GJL-200 casting samples.

• Keywords: mehanička svojstva; sivi lijev; simulacija; mikrostruktura; vlačna čvrstoća; tvrdoća
• Keywords (english): mechanical properties; gray cast iron; simulations; microstructure; tensile strength; hardness
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:115:591992
• Study programme: Title: Graduate study program Metallurgy; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka metalurgije (magistar/magistra inženjer/inženjerka metalurgije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2022-02-16 09:47:48