Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Relationship between fluidity and microstructure of aluminum silicon alloy

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถในการไหลและโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมอะลูมิเนียมซิลิกอน

Year (A.D.)

2003

Document Type

Thesis

First Advisor

Ittipon Diewwanit

Second Advisor

Umeda, Takteru

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Metallurgical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2003.1555

Abstract

Fluidity of casting alloys is defined as the ability of molten metal to fill mold cavity completely. In this research, fluidity of aluminum alloy grade AC2B, AC4CH, AC4B, AC9A, ADC12, and ADC14 was measured using reducing vacuum technique. Other parameters such as tube materials (copper, stainless steel, and quartz), tube diameters (from 2 mm to 6 mm), applied suction pressure (from 1.33 to 95 kPa), and degree of superheat (from 0 to 120 K) are investigated. Fluidity length of every alloy and condition varies linearly with the square root of suction pressure. Alloys with high silicon content exhibit higher fluidity. Effective suction pressure, defined as applied suction pressure minus gravity and surface energy terms, varies linearly with fluidity. Theoretical analysis indicates that the surface energy can be calculated from the experiments by fitting with curves which pass through the origin. Minimum applied suction pressure required to suck the liquid was calculated and is in the range from 40 to 200 Pa depending on the type of alloys. Microstructure of solidified specimen in the tubes was observed and agrees with the fine channel flow mechanism proposed earlier by Flemings.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ความสามารถในการไหลของโลหะผสมหล่อสามารถนิยามได้ว่าคือ ความสามารถของน้ำโลหะหลอมเหลวที่ไหลเข้าไปเติมเต็มช่องว่างในแบบหล่อได้อย่างสมบูรณ์ ในการศึกษานี้ได้ตรวจวัดความสามารถในการไหลของโลหะอะลูมิเนียมผสมประกอบด้วยเกรด AC2B, AC4CH, AC4B, AC9A, ADC12 และ ADC14 ด้วยวิธีดูดน้ำโลหะเข้าท่อภายใต้ความดันลด ตัวแปรต่างๆ ที่ควบคุมในการศึกษานี้ได้แก่ ชนิดวัสดุที่ใช้ทำท่อ (เหล็กกล้าไร้สนิม ทองแดง และควอทซ์) เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ (ระหว่าง 2-6 มิลลิเมตร) ความดันต่างที่ใช้ดูดน้ำโลหะ (ระหว่าง 1.33-95 กิโลปาสกาล) และระดับของการให้ความร้อนเหนือจุดหลอมเหลว (ระหว่าง 0-120 เคลวิน) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ความสามารถในการไหลของโลหะอะลูมิเนียมทุกเกรด แปรผันตรงกับรากที่สองของความดันที่ใช้สำหรับดูดน้ำโลหะ (applied suction pressure) ในทุกสภาวะการทดลอง ความสามารถในการไหลของโลหะผสมอะลูมิเนียมซิลิคอนที่มีปริมาณซิลิคอนมากกว่า จะมีความสามารถในการไหลสูงขึ้น และเมื่อนิยามค่าความดันประสิทธิผล (effective suction pressure) จากผลต่างของความดันที่ใช้ดูดน้ำโลหะ กับพจน์ของความดันต้านอันเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและพลังงานพื้นผิว ความดันประสิทธิผลจะแปรผันตรงกับความสามารถในการไหล ในทางทฤษฎีสามารถคำนวณพลังงานพื้นผิวได้จากผลการทดลองนี้ โดยใช้สมการถดถอยเชิงเส้นที่ผ่านจุดกำเนิดค่าความดันที่น้อยที่สุด ที่สามารถดูดน้ำโลหะอะลูมิเนียมผสมมีค่าอยู่ระหว่าง 40 ถึง 200 ปาสกาล โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานทดสอบที่แข็งตัวแล้ว เป็นไปตามทฤษฎีและกลไกการไหลของน้ำโลหะผ่านช่องของเหลวแคบ ดังที่เสนอก่อนหน้านี้โดย Flemings

Link to Full Text

Share

COinS