Постановка досліджень на основі цифрового двійника при рафінуванні розплаву алюмінієвого ливарного сплаву АК12

Анотація

У роботі подано постановку досліджень з оцінювання впливу рафінування розплаву сплаву АК12 на структурний стан, пористість і механічні властивості фасонних виливків. Запропонована схема не подається як завершене натурне дослідження: числові значення таблиць, графіків і статистичних оцінок є синтетичними модельними даними, сформованими для програмного цифрового двійника процесів плавлення, рафінування, заливання та твердіння. Актуальність роботи зумовлена тим, що якість литва з алюмінієвих сплавів системи Al–Si визначається не лише нормативним хімічним складом, а й газонасиченістю, кількістю оксидних плівок і неметалевих включень. Метою пропозиції є обґрунтування плану порівняльних плавок S0–S3: без спеціального рафінування, з флюсовою обробкою, з продуванням аргоном та з комплексною флюсово-газовою обробкою з фільтрацією. Методика передбачає спектральний контроль складу, кількісну металографію, визначення щільності методом гідростатичного зважування, аналіз зламів, вимірювання твердості та випробування на розтяг. Синтетичний цифровий двійник прогнозує зниження площинної пористості з 3,20 до 0,82 %, підвищення відносної щільності з 97,2 до 99,5 % та зростання тимчасового опору з 145 до 176 МПа при переході від контрольної серії S0 до комплексної схеми S3. Додатково запропоновано матрицю натурної верифікації цифрового двійника, яка визначає первинні дані, критерії прийнятності та порядок заміни синтетичних значень реальними протоколами.