Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

พฤติกรรมการแข็งตัวของโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน ไฮเปอร์ยูเทกติกที่หล่ออย่างต่อเนื่อง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Solidification behaviour of continuously cast hypereutectic Al-Si alloys

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

มาวิน สุประดิษฐ ณ อยุธยา

Second Advisor

อุเมตะ, ทาคาเทรุ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.1372

Abstract

โลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนไฮเปอร์ยูเทคติก มีคุณสมบัติด้านการต้านทานการสึกหรออย่างดีเยี่ยม อีกทั้งยังมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ แต่ซิลิคอนปฐมภูมิที่เกิดขึ้นในโลหะผสมไฮเปอร์ยูเทกติกนั้นมีขนาดใหญ่ และมีความแข็งสูง ชิ้นงานจึงมีความเหนียวลดลง ทำให้เปราะเกิดการแตกร้าวภายในชิ้นงานได้ง่าย ซึ่งไม่เหมาะต่อการนำไปใช้งาน ดังนั้นในงานวิจัยนี้ จึงได้ทำการศึกษาพฤติกรรมการแข็งตัวของโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนไฮเปอร์ยูเทกติกที่หล่ออย่างต่อเนื่อง โดยประยุกต์ใช้การสั่นเนื่องจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำ (low frequency electromagnetic vibration; LFEV ) โดยทำการศึกษาผลของความถี่ในขดลวดกระแสสลับ และการเติมธาตุโครเมียม และ/หรือเหล็ก ต่อการเปลี่ยนแปลงของขนาดของซิลิคอนปฐมภูมิของโลหะผสมอะลูมิเนียม ที่ผสมซิลิคอน 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก โดยชิ้นงานหล่อมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มิลลิเมตร ซึ่งพบว่าที่ความถี่ต่ำกว่า 37 Hz ซิลิคอนปฐมภูมิมีการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอเนื่องจากเกิดการปั่นป่วนภายในน้ำโลหะอย่างรุนแรง ในการทดลองขนาดเฉลี่ยของซิลิคอนปฐมภูมิมีขนาดเล็กที่สุดที่ความถี่ 27 Hz โดยมีขนาดของซิลิคอนปฐมภูมิประมาณ 19 ไมครอน และภายใต้การสั่นภายในน้ำโลหะอย่างรุนแรงที่ 15 Hz การเติมโครเมียม ช่วยให้เกิดซิลิคอนปฐมภูมิที่มีขนาดเล็กละเอียด (โดยมีขนาดของซิลิคอนปฐมภูมิเฉลี่ยประมาณ 18 ไมครอน) และการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากการเกิด Si2Cr ขึ้นก่อนซิลิคอนปฐมภูมิ ซึ่งทำให้น้ำโลหะมีความหนืดมากขึ้น จึงทำให้สามารถป้องกันการลอยขึ้นไปเกาะกลุ่มกันของซิลิคอนปฐมภูมิได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Hypereutectic Al-Si alloys are attractive materials to many industries because they show interesting properties such as high strength and hardness and low thermal expansion coefficient. But coarse Si particles decrease ductility and cause initial crack. Solidification behaviour of continuously cast hypereutectic of Al-20 wt% Si alloys by using low-frequency electromagnetic vibration (LFEV) technique were studied. Diameter of ingot is 100 mm. The effects of low frequency of an alternate current and addition of chromium and/or iron were tested. The frequency lower than 37 Hz promoted inhomogeneous distribution of primary Si due to high turbulence in melt. In experiment, the optimum case of average diameter of primary Si with applied frequency at 27 Hz was about 19 µm. Cr addition, even on the strong magnetic stirring of 15 Hz, shows refinement (average diameter of primary Si was about 18 µm) and homogeneous distribution of primary Si, because of the formation of Si2Cr before Si crystallization makes the liquid more viscous therefore prevent the floating up of Si.

Link to Full Text

Share

COinS