Моделирование процесса литья композиционного материала Cu–MMNCr в металлическую форму с особенностями формирования структуры и свойств

Abstract

В статье рассмотрено компьютерное моделирование процессов литья электродов контактной сварки из композиционного материала Cu–MMNCr (медный металломатричный с армированием наноразмерным хромом) с использованием специализированной профессиональной программы ProCAST. Установлено в процессе заливки расплава в металлическую форму образование тороидального вихря, не позволяющего наноразмерным частицам хрома всплывать на зеркало расплава. Изучен процесс формирования твёрдой фазы при кристаллизации сплава, приводящий к образованию «теплового узла» (Hot Spots) на завершающей стадии. Исследованы особенности формирования макро– и микроструктуры и элементный состав литого композиционного материала Cu–MMNCr. Представлены результаты физико- механических свой- ств литого композиционного материала Cu–MMNCr на примере изделия – электрода контактной сварки типа D

The article discusses computer modeling of the processes of casting resistance welding electrodes from the Cu–MMNCr composite material (copper metal matrix reinforced with nano-sized chromium) using the specialized professional program ProCAST. During the process of pouring the melt into a metal mold, the formation of a toroidal vortex was established, which does not allow nano- sized chromium particles to float to the surface of the melt. The process of formation of the solid phase during crystallization of the alloy leading to the formation of “heat spots” (Hot Spots) at the final stage has been studied. The features of the formation of the macro- and microstructure and the elemental composition of the cast Cu–MMNCr composite material were studied. The results of the physical and mechanical properties of the cast Cu–MMNCr composite material are presented using the example of a product – a type D resistance welding electrode.