WEISS, Viktorie. Research of the Chemical Heterogeneity during Crystallization for AlCu4MgMn Alloy and the Possibility of its Elimination. Manufacturing Technology. Ústí nad Labem: J. E. Purkyne University, Vol. 16, No 1, p. 289-294. ISSN 1213-2489. 2016.
Other formats:   BibTeX LaTeX RIS
Basic information
Original name Research of the Chemical Heterogeneity during Crystallization for AlCu4MgMn Alloy and the Possibility of its Elimination
Name in Czech Výzkum chemické heterogenity během krystalizace AlCu4MgMn slitiny a možnosti jejího odstranění
Authors WEISS, Viktorie (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
Edition Manufacturing Technology, Ústí nad Labem, J. E. Purkyne University, 2016, 1213-2489.
Other information
Original language English
Type of outcome Article in a journal
Field of Study 20501 Materials engineering
Country of publisher Czech Republic
Confidentiality degree is not subject to a state or trade secret
RIV identification code RIV/75081431:_____/16:00000630
Organization unit Institute of Technology and Business in České Budějovice
Keywords (in Czech) homogenizační žíhání; AlCu4MgMn slitina; krystalová segregace; EDX analýza; obrazová analýza
Keywords in English homogenization annealing; AlCu4MgMn alloy; crystal segregation; EDX analysis; image analysis
Tags KSTR5, RIV16, SCOPUS
Changed by Changed by: Věra Kostková, učo 6173. Changed: 19/7/2016 13:38.
Abstract
Crystal segregation is taken as chemical heterogeneity under the micro-scale and it develops during the crystalli-zation process. Alloy crystallization does not take place under a particular temperature, as it happens in the case of pure metals, but it runs under a certain temperature interval. When cooling the melt, various places start devel-opment among dendritic cells which differ in their chemical composition. Crystal segregation can be generally defined as chemical heterogeneity developing during the alloy crystallization process, and it can be either en-riched or in contrast depleted with alloying elements and impurities, which are unevenly segregating over the en-tire dendritic surface. In the central part of the dendritic cells there is an alloy, which is depleted with alloying elements, while the edge areas of dendritic cells and interdendrite space present higher concentration of alloying elements. This concentration shows a hyperbolic development; when the central part of dendritic cells area has the lowest alloying elements concentration, while the edge part of a dendritic tree and the interdendrite space show the maximum concentration. The distance between two main axes of dendritic cells is affected by the temperature interval running between the liquid and solid phase of the chosen alloy, as well as by melt cooling rate and temper-ature gradient during the solidification phase. The shorter distance between the axes of dendritic cells appears under faster cooling, which allows very fast heat dissipation and creates very fine structure of the resulting alloy. The longer distance between the main axes of dendritic cells stimulates greater segregation appearing under slow melt cooling. Crystal segregation formation of aluminum alloys enriched with alloying elements and impurities cannot be pre-vented, only its extension can be regulated and it can be suppressed with the correct choice of heat treatment pa-rameters. To suppress the crystal segregation the casts should undergo heat treatment which is called homogenization annealing.
Abstract (in Czech)
Krystalovou segregací je nazývána chemická heterogenita v mikroměřítku a vzniká při krystalizaci. Krystalizace slitin neprobíhá při konkrétní teplotě, jak tomu je u čistých kovů, ale v určitém intervalu teplot. Při ochlazování taveniny dochází ke vzniku různých oblastí v rámci dendritických buněk, které se liší chemickým složením. Obecně lze krystalovou segregaci nadefinovat jako chemickou heterogenitu vnikající při krystalizaci slitiny, která je obohacena nebo naopak ochuzena o legující prvky a příměsi, které segregují nerovnoměrně po celé ploše dendritů. Ve středové oblasti dendritických buněk je slitina ochuzena o legující prvky, naopak v krajních částech dendritických buněk a v mezidendritickém prostoru je koncentrace legujících prvků bohatší. Tato koncentrace má hyperbolický průběh, kdy středová oblast dendritických buněk má nejnižší koncentraci legujících prvků a krajní část dendritických větví a mezidendritického prostoru vykazuje maximální. Rozložení jednotlivých prvků má periodický charakter a lze je popsat sinusovou funkci. Vzdálenost mezi dvěma hlavními osami dendritických buněk je ovlivněna teplotním intervalem mezi likvidem a solidem pro danou slitinu, rychlosti ochlazovaní taveniny a teplotním gradientem při tuhnutí. Menší vzdálenost mezi osami dendritických buněk vzniká při rychlejším ochlazování, které umožňuje velmi rychlý odvod tepla a vytváří tak velmi jemnou strukturu výsledné slitiny. Větší vzdálenost mezi hlavními osami dendritických buněk podporuje výraznější odmíšení vnikající při pomalém ochlazování taveniny. Proces rychlého nebo pomalého ochlazování taveniny souvisí s rychlostí odvodu tepla v procesu tuhnutí a výrazně jej ovlivní volba materiálu slévárenské formy.
PrintDisplayed: 28/3/2024 15:42