TUGAS RESUME PENGECORANLOW GRAVITY EFFECTS DURING SOLIDIFICATION

OLEH :MAULANA RAKHMAN3334120710

TEKNIK METALURGI FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASACILEGON - BANTEN2015LOW GRAVITY EFFECTS DURING SOLIDIFICATION

Proses Solidifikasi sangat dipengaruhi oleh percepatan gravitasi melalui aliran stoke, tekanan hidrostatik, dan daya apung yang didorong konveksi termal dan solutal. Stoke aliran partikel fase kedua dari eutektik dan paduan monotektik dan komposisi matriks logam partikel sangat membatasi komposisi pengecoran. Solidifikasi berlangsung melalui lelehan sebagai akibat dari ekstraksi panas dari cairan pada antarmuka padat/ meleleh. Gradien termal selama pembekuan hadir dalam lelehan, menyebabkan gradien kerapatan yang, di bawah medan gravitasi, menyebabkan daya apung yang didorong arus konvektif. Pada saat pertumbuhan antarmuka dalam paduan Solidifikasi, zat terlarut dari berbeda kerapatan dari cairan massal sering ditolak. Untuk paduan logam, kontribusi zat terlarut konveksi dengan aliran fluida biasanya besar dibandingkan dengan kontribusi konveksi termal, menyebabkan aliran konvektif solutal mendominasi.Konsentrasi zat terlarut dalam padat dalam paduan berbeda Solidifikasi (kecuali koefisien partisi 1) dari yang di cairan menjelang antarmuka Solidifikasi. Ketika cairan menjelang antarmuka Solidifikasi secara terus menerus sekaligus dicampur dengan aliran konvektif, konsentrasi zat terlarut yang dihasilkan dalam padat (jika difusi dalam padat diabaikan) terus menerus meningkat. Namun, jika zat terlarut ditolak ke dalam cairan diangkut hanya dengan difusi (dan Soret difusi negligble), sebuah zat terlarut diperkaya bentuk lapisan batas dalam cairan menjelang padat antarmuka / cair dan peningkatan konsentrasi zat terlarut sebagai Solidifikasi berlangsung sampai keadaan stabil tercapai. Variabel ketebalan lapisan batas difusi (film stagnan) model sering digunakan untuk menilai pengaruh aliran konvektif pada distribusi zat terlarut selama pembekuan. Penurunan lapisan batas ketebalan akan meningkatkan aliran konvektif. Metode elemen yang lebih akurat memodelkan aliran konvektif pada antarmuka lelehan/padatan dan menghasilkan zat terlarut segregasi. Namun, perhitungan elemen mengungkapkan bahwa lapisan batas stagnan tidak ada di hadapan konveksi.

SOLIDIFICATION OF COMPOSITE IN LOW GRAVITY EUTECTIC ALLOYS

Daya apung yang didorong konveksi dan aliran stokes sangat mempengaruhi Solidifikasi eutektik. Pengecoran paduan off-eutektik dengan fase primer secara independen berinti (di bawah normal gravitasi) menghasilkan macrosegregation karena aliran stoke. Solidifikasi pada gravitasi nol menghilangkan aliran stoke. Percobaan gravitasi rendah dengan paduan karbon besi off-eutektik telah menunjukkan bahwa serpihan grafit primer atau nodul yang hanyut dari antarmuka di gravitasi normal dimasukkan ke dalam pemadat antarmuka di bawah gravitasi rendah. Dalam diffusion/atomic transport, efek konvektif pada gradien termal dan tingkat pertumbuhan juga gagal untuk menjelaskan gravitasi eutektik jarak rendah.Proses pelelehan komposit logam keramik, meskipun kurang umum digunakan dari metalurgi serbuk, memiliki beberapa keuntungan penting. Ini termasuk matriks yang lebih baik ikatan partikel, kontrol pemadatan matriks, dan pengolahan kesederhanaan. Proses pelelehan, bagaimanapun, sangat terbatas oleh segregasi gravitasi-driven. Pemadatan komposit matriks logam dengan besar (1 sampai 60 m, atau 40-6400 in) partikel keramik juga telah menghasilkan dispersi yang lebih homogen dalam gravitasi rendah. Tegangan permukaan yang didorong segregasi dan efek batas butir dapat mendominasi pemisahan gravitasi rendah. Karena kekuatan stoke (sedimentasi dan flotasi) yang tidak kuat untuk ukuran ini partikel, homogenitas peningkatan itu diduga akibat dari kurangnya aliran konvektif.

MORPHOLOGICAL STABILITY OF THE SOLID/LIQUID INTERFACE IN LOW GRAVITY

Komposisi zat terlarut pada antarmuka padat/cair tergantung pada aliran konvektif. Oleh karena itu, konveksi oleh model film yang stagnan dapat berhubungan dengan kriteria pendinginan konstitusional untuk stabilitas padat / cair antarmuka morfologi. Pengaruh gravitasi pada planar ke transisi celluler untuk jenis silikon fosfor karbon besi telah ditentukan dalam percobaan pada directional Solidifikasi dalam beberapa pesawat parabola manuver gravitasi rendah.

Cellular dan Pertumbuhan EquiaxedSel (butir) ukuran eutektik untuk austenit fake grafit eutektik besi fosfor silikon karbon telah terbukti meningkatkan gravitasi rendah selama Solidifikasi terarah pada pesawat manuver gravitasi rendah. Diameter sel untuk dasar nikel superalloy adalah dua kali lebih besar untuk Solidifikasi gravitasi rendah pada Spacelab dari itu untuk sampel kontrol 1 gram.

Pertumbuhan Dendritic dan SegregationProses pertumbuhan dendritik sangat penting untuk teknik pengecoran paduan yang paling umum. Dendrite arm spacing berkorelasi dengan kekuatan mekanik. Macrosegregation interdendritik menyebabkan sifat pengecoran homogen, namun segregasi terkontrol digunakan untuk proses penguatan presipitasi. Aliran konvektif Daya apung-yang didorong dalam cairan perturbs profil konsentrasi zat terlarut logam paduan (dan untuk tingkat yang lebih rendah, profil suhu) yang mengontrol mikro. Oleh karena itu, gravitasi memiliki pengaruh yang kuat pada proses pertumbuhan dendritik.Dendrit tunggal succinonitrile murni telah dipelajari sebagai fungsi undercooling, tingkat pertumbuhan ujung, dan orientaion sehubungan dengan gravitasi. Gravity independen difusi pertumbuhan terbatas terjadi pada undercooling dari 1 sampai 9 C. Namun, pada undercooling kurang dari 1 C, morfologi dan tingkat pertumbuhan tergantung pada orientasi dendritik gravitasi. The gangguan pertumbuhan diamati pada undercooling kecil konsisten dengan transfer ditingkatkan panas laten oleh konveksi alami. Waktu Solidifikasi lokal untuk aluminium-tembaga dan Nimonic-90 (kobalt-nikel) paduan telah ditemukan menurun dengan meningkatnya kecepatan aliran konvektif paksa. Paksa konveksi juga mengalami penurunan jarak dendrit primer. Aluminium-tembaga jarak dendrit sekunder juga telah diamati menurun dengan menurunnya Waktu Solidifikasi lokal.Perbedaan dendrit jarak utama dari faktor sepuluh telah diketahui antara amonium klorida / air logam model tumbuh paralel (bawah) dan yang tumbuh antiparalel (sampai) ke gravitasi. Aliran Daya apung-driven diharapkan dapat meningkatkan transportasi zat terlarut interdendritik.

Interdendritic Fluid FlowMacrosegregationKonveksi solutal termal dan Solidifikasi penyusutan menghasilkan aliran fluida interdendritik yang secara langsung berkaitan dengan pengecoran macrosegregation dan porositas. Aliran interdendritik perturbs konsentrasi dan bidang suhu yang menentukan komposisi padat lokal di casting. Macrosegregation bawah gravitasi yang normal menyebabkan sebagian tembaga di casting bervariasi sebesar 45%. Karena aliran karena Solidifikasi penyusutan tegak lurus terhadap isoterm termal, teori memprediksi macrosegregation negligble di gravitasi nol.

Macroscopic Dendritic Solid/Liquid Interface ShapePemadatan dendritik paduan off-eutektik dalam konfigurasi konveksi stabil (baik padat dan padat cair bawah) meminimalkan daya apung-driven macrosegregation. Peningkatan konsentrasi zat terlarut menyebabkan depresi untuk memperdalam. Kelengkungan antarmuka semakin melebihi kelengkungan isoterm, menghasilkan steepling antarmuka. Dengan demikian, untuk Solidifikasi dendritik directional, hasil konfigurasi konveksi stabil di macrosegregation, dan hasil konfigurasi konveksi stabil padat / antarmuka steepling cair, memproduksi pengelompokan dendritik dalam pengecoran dipadatkan.

Channel-Type SegregatesIngot paduan komersial sering mengandung cacat yang terdiri dari garis-kaya zat terlarut vertikal struktur butir halus disebut saluran-jenis mensegregasikan atau bintik-bintik. Superalloy dan model transparan penelitian telah menunjukkan bahwa hasil pengecoran cacat ini dari termal aliran konvektif solutal interdendritik. Peningkatan saluran interdendritik hasil ukuran penurunan resistensi terhadap aliran dan hasil peleburan kembali lebih lanjut. Hasil proses ini dalam memperkaya zat terlarut lokal dari pesanan 30%.

Butitan Multiplication dan Struktur Butiran PengecoranPada permukaan dinginnya casting, konveksi merupakan penyebab utama dari perkalian gandum. Sebaliknya, pembentukan zona dingin dalam casting dapat dicegah dengan redaman aliran konvektif. Studi Model transparan menunjukkan bahwa pulses konvektif pada akar dendrit menyebabkan hasil peleburan dendrit. Dendrit fragmen yang menyapu dari padat / cair antarmuka dengan aliran konvektif, yang sekaligus menghilang superheat. Fragmen nukleasi butir baru yang tumbuh di wilayah equixed casting.