반 단단한 주물을 위한 지위에 있는 정제 핵 그리고 배부 둥근 1 차적인 결정

반 단단한 형성 가공은 복잡하 모양 분대 [1] 일으키기를 위한 주물 그리고 위조 둘 다의 이점 결합의 비발한 기술로 유명합니다. 이 과정에 의해 일어난 더 두꺼운 분대는 전통적인 짜기 주물 [1-3]에 의하여 그들 보다는 더 나은 기계적 성질을 전시합니다. 이 과정에서는, 정밀하고 둥근 1 차적인 결정 구조, 즉 비 모수석 구조의 반 단단한 슬러리를 달성하는 것이 아주 중요합니다.

실험적인 절차

시험되는 합금

산업 신청의 중요성을 위해, AC4CH (알루미늄 7%Si 0.4Mg)는 이 연구의 그리고 비교 알루미늄 17%Cu 합금을 위한 주요 합금으로 가지고 갔습니다; 액체에는과 나중에는 더 낮은 단단한 조밀도가 액체 있다 보다는 이전에는 더 높은 단단한 조밀도가 있습니다. 사용된 차별 스캐닝 열량측정기에 의해 이 합금의 도표 1. 냉각 곡선에서 AC4CH의 화학 성분은 가지고 갔습니다 보이고 AC4CH의 liquidus 온도는 881 K로 결정되고 remelting 전에 두 합금 전부의 883 K. Microstructures로 알루미늄 17%Cu는 모수석 구조를 전시하는 숫자 1에서 보입니다.

존재하는 학문 질량에서 사용되는 AC4CH의 도표 1. 화학 성분.

실험적인 기구는 숫자 2.에서 개요로 보입니다. 그것은 활동적인 단위, 온도 측정 단위, 형 단위 및 기본 단위의 만들어집니다. 형 단위는 523 K에 로에서 미리 데워지고 AC4CH 합금은 다른 로에 있는 933 K에 녹고 과열되고 923 K.에 형으로 따라졌습니다. 다음 형 단위는 기본 단위에 있고 측정 단위는 놓였습니다. 주어진 가치에 줄 용해 금속 온도 때 (도표 2)를 보십시오, 온도가 recalescence를 보여주자마자 도표 2)가 고정되고 막대가 숫자 2.에서 보이는 것처럼 삽입되었다는 것을 활동적인 단위는 주어진 회전 속도로 움직였습니다 (보십시오, 활동적인 단위는 제거되고 막대는 용해 금속에게서 밖으로 가지고 갔습니다. 기본 단위를 위해 벽돌 또는 철을 를 사용하는 속도 조절 로 냉각되는 그 이후로 용해 금속. 858 K에 줄 알루미늄 Si 이원 단계 도표 자료를 사용하여 결의가 굳었던 [온도가 집게로 위에서 언급될 냉각 곡선 자료 및 그것이 단단한 조각의 대략 64 vol%에 대응할 6], 형 단위 올려지고 저수지로 냉각되고 때. 냉각된 금속은 경도로 잘리고 그들의 미세는 전체적인 단면적에 검열되었습니다. 평균 입자 크기는 소프트웨어 플러스 심상 직업을 가진 개인용 컴퓨터에 통합된 심상 해석기를 가진 광학적인 현미경을 사용하여 평가되었습니다.

도표 2. 실험 상태

주: 각각 858K와 868K에 약동 없이 견본이 AC4CH와 알루미늄 17%Cu를 위한 실험에 의하여 냉각되었습니다 합금합니다.
RT = 실내 온도. 냉각 비율은 물로 삽입 끝에서 냉각에 입니다.

각 실험의 조건은 직경에 있는 8개 mm의 AC4CH 막대를 사용하여 도표 2.에, 첫번째로 요약되고 기본 단위를 위한 철, 우리는 Ex.1에 Ex.4에 있는 막대 삽입 온도의 효력을 검사했습니다. 이차적으로, 회전 속도의 효력 및 막대 물자는 Ex.5에 Ex.7에 있는 벽돌 기초를 사용하여 검사되었습니다. Ex.8에서는, 미리 데워진 큰 막대는 시험되었습니다. 마지막으로, 단단한 조밀도 (알루미늄 17%Cu)의 효력은 체크인한 Ex.9이었습니다.

막대 삽입 온도의 효력

숫자 3은 Ex.1 (b)에서 막대 삽입 온도가 변화된 Ex.5 (f) 및 막대 삽입 (a) 없이 다른 실험에서 얻어진 그것에서 얻어진 견본의 미세를 보여줍니다. 숫자 4는 고형화한 견본의 입자 크기의 배급을 보여줍니다. 막대 삽입 없는 견본의 1 차적인 결정이 모수석 이다는 것을 보일 수 있습니다. 그러나, 막대 삽입을 가진 견본의 1 차적인 결정은 막대 삽입 온도가 숫자 3 (b)에서 보이는 것처럼 줄인 대로 더 둥글게 더 정밀하고 됩니다 - (e). 918 K에 막대 삽입을 가진 견본에서는, (b)는, 1 차적인 결정 아직도 모수석 구조를 유지하고 평균 입자 크기는 약동 없이 견본의 그들과 거의 유사합니다. 908 K의 막대 삽입 온도에, 1 차적인 결정의 spheroidization는 시작되었습니다. 미세가 모수석 결정에 의해 분할 지배되더라도, 많은 둥근 1 차적인 결정은 관찰한 (c)입니다. 898 K의 막대 삽입 온도에, 1 차적인 결정의 spheroidization는 서로에서 (d) 증가하고 분리합니다. 888 K의 온도는 합금의 liquidus 온도에 가장 가까운 삽입 하나입니다. 대략 88 µm의 가장 정밀하고 가장 둥근 결정 구조는 얻어진 (e)이었습니다. 철에서 벽돌에 기본 물자를 바꾸어서 줄 열 추출은 12.7 K/min에서 4.8 K/min에, 반 단단한 금속의 냉각 비율 줄고 미세는 냉각 비율의 정의가 숫자 6.에서 보일 동일한 삽입 온도 (f)에 더 조악하게 (대략 97 µm) 됩니다.

막대 회전 속도와 막대 물자의 효력

숫자 7 Ex.5에 Ex.7에서 얻어지는 1 차적인 결정의 쇼 미세와 배급. 활동 막대 회전 속도의 효력은 대략 94 µm의 더 정밀한 1 차적인 수정같은 크기 및 배급의 더 넓은^-1 둥근 지역을 보여주는 180 분을 가진 Ex.6를 위해 (c)와 (d)에서 90의 사소 더 높은 활동 막대 회전 속도를 가진 Ex.5를 위한 (a) 그리고 (b)가^-1 더 얇은 1 차적인 수정같은 크기를 주다 보다는 경미하게 보일 수 있습니다. 숫자 7 (e)와 (f)는 SUS303 스테인리스 활동 막대가 Ex.6 (c)와 (d)와 실험 상태에 동일 사용된 Ex.7의 결과를 보여줍니다. 측정한 t는₁ 20 s이고 t는₂ 250 S.이었습니다. 이 숫자에서는, 그러나 1 차적인 결정의 크기가 96 µm에 의하여 더 크게 둥근 결정의 배급에는 더 높은 자리를 잡고 더 적은 지역이 되고 spheroidoization가 유사하다는 것은 있다는 것을 보일 수 있습니다. 이 결과는 막대가 용해 금속과 동일한 물자의 할 때, 핵형성 위치로 작동할 수 있었다는 것을 건의합니다. 만약에 아닙니다, 막대 만들 때, 세련은 및 1 차적인 결정의 spheroidization는 용해 금속 이외에 물자로 Flemings [1] 언급하는 때 모수석 구조의 분쇄 때문일 것이다 지도 모릅니다.

이 실험의 목적은 전체적인 둥근 결정 지역의 주괴를 얻기 위한 것입니다. 위에 기술된 결과는 그것이 막대 직경을 증가해서 핵을 증가하는 것은 효과적이다는 것을 건의합니다. 다음 4 시간 더 큰 이전 실험인 AC4CH의 직경 35 mm 막대는 제안을 증명하기 위하여 사용되었습니다. 찌르는 금속에 몇몇 시험 후에, 막대 삽입을 위한 실험 상태는 결의가 굳었습니다, 즉: 막대는 623 K 의 용해 금속 908 K의 삽입 온도에 미리 데워지고 삽입 깊이는 10 mm이었습니다. 다음 Ex.8는 실행되고 그것의 결과는 숫자 8.에서 보입니다. 미세는 1 차적인 결정이 거의 둥글다는 것을에서 보인 (a)에서 보이는 것처럼 크기 분포를 가진 87 µm의 정밀한 단단한 입자가 이 연구에서 가장 정밀하숫자 4 의 얻어진다는 것을 보여줍니다. 둥근 결정 지역의 배급은 (b)에서 보이는 것처럼 거의 견본의 단면적을 포함합니다. 그러므로, 우리는 그것이 산업 신청을 위한 제일 조건에 접근하고 있다는 것을 말할 수 있었습니다.

숫자 8에 있는 Ex.8 (c)의 냉각 곡선을 보아서, 시간 간격 t는₁ Ex.3로 Ex.1와 시간 간격으로 ₂ 유사합니다. 두 실험 전부에서는, 둥근 지역은 최소 존재하지 않거나 이지 않았습니다. 역시 Ex.8에서 전체적인 둥근 지역은 얻어질 수 있습니다. 가능한 설명은 이어 대직경 막대가 더 많은 양의 유핵 결정을 비치하고 있으면, 제공하고 많은 결정을 흡수하는 용해 금속을 가진 더 큰 접촉 지역을, 용해 금속에서 열 더에 지도하. 그러므로 다량 과냉 및 시간 간격 t는₁ 요구됩니다. 게다가, 약동해서 제공된 핵의 많은 수는 시간 간격 t가 더 길더라도 응고 도중 보다 적게 조잡하게 만들기로 이끌어 내는 개인적인 결정의 성장을₂ 제한할지도 모릅니다. 이것은 왜 가장 정밀한 둥근 결정 구조가 Ex.8에서 얻어질 수 있는지 이유일지도 모릅니다.

액체 보다는 더 높은 단단한 조밀도가 있는지 어느 것이 숫자 9는 알루미늄 17%Cu를 위한 실험의 결과를 보여줍니다. 숫자 9 (아)와 (b)는 거기 약동 없는 실험을 위한 쇼 둥근 결정 지역이 없습니다; 각 1 차적인 결정은 대략 98 µm의 평균 입자 크기에 모수석에 되고 그들은 초승달 모양에 떴습니다. 잔여 용해 금속은 바닥에 침몰하고 공융 결정이 됩니다. 숫자 9에서 (94 µm의 둥근 1 차적인 결정의 크기와 둥근 결정의 배급이 거의 동일이다는 것을 c)와 (d)는, 그의 실험 상태가 녹은 물자를 제외하면 Ex.6와 거의 유사한 Ex.9의 결과 명확하게 나타냅니다. 그러나 배급의 위치는 숫자 5와 6.에서 보이는 것처럼 녹은 알루미늄 17%Cu 합금의 윗 부분에, AC4CH 합금에 있는 결과에 반대로 있습니다. 1 차적인 단단한 사이 조밀도의 따라서 효력은과 액체 아주 명확합니다.

결론

각종 가공 조건에 있는 용해 금속에 있는 막대를 삽입하고 자전해서 형에 있는 AC4CH 알루미늄 합금의 1 차적인 결정의 Spheroidization 그리고 배급은 실행되었습니다. 결과는 다음과 같이 요약됩니다:

•         용해 금속이 핵형성 위치로 작동하고 것과 같은 정밀하고 둥근 1 차적인 결정의 대형을 핵을 제공하는 합금의 하는 막대.

•         형에 있는 팽창할 수 있는 지역에 있는 세련하고 spheroidized 1 차적인 결정의 배급은 막대 삽입 온도, 막대 회전 속도, 냉각 비율 및 막대 직경을 낙관해서 얻어질 수 있습니다.

•         막대 삽입 시작에서 삽입 끝 (recalescence)에 시간 간격은 둥근 결정에 배급, 및 recalescence에서 냉각에 시간 간격에 영향을 미칩니다 liquidus와 고대 로마의 금화 사이 온도 편차에서 조잡하게 만들기 때문에 크기에 영향을 미칩니다.

•         직경에 있는 54 mm 및 87 µm의 평균 입자 크기를 가진 균질 둥글고 정밀한 1 차적인 결정을 가진 55 mm를 가진 주괴가 길이로 과정에 의하여 성공적으로 생성했습니다.

수신 확인

참고

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