1. Faktè makroskopik ki kontribye nan fòmasyon krak
1.1 Pandan pwosesis moulaj semi-kontinyèl la, dlo refwadisman an flite dirèkteman sou sifas lengote a, sa kreye yon gradyan tanperati ki apik andedan lengote a. Sa lakòz yon kontraksyon inegal nan diferan rejyon yo, sa ki lakòz yon kontrent mityèl epi jenere estrès tèmik. Anba sèten chan estrès, estrès sa yo ka lakòz fann lengote a.
1.2 Nan pwodiksyon endistriyèl, fant lengote souvan rive nan premye etap moulaj la oubyen li soti nan mikwo-fant ki pita gaye pandan refwadisman, potansyèlman gaye nan tout lengote a. Anplis fant, lòt domaj tankou fèmti frèt, deformation, ak pandye ka rive tou pandan premye etap moulaj la, sa ki fè li yon faz kritik nan tout pwosesis moulaj la.
1.3 Sansiblite koule dirèk nan fredi a fann cho enfliyanse anpil pa konpozisyon chimik, adisyon alyaj prensipal la, ak kantite rafinè grenn yo itilize.
1.4 Sansiblite alyaj yo pou fann cho a sitou akòz estrès entèn ki pwovoke fòmasyon vid ak fant. Fòmasyon ak distribisyon yo detèmine pa eleman alyaj, kalite metaliji fonn, ak paramèt koule semi-kontinyèl. Espesyalman, lengote gwo gwosè alyaj aliminyòm seri 7xxx yo patikilyèman tandans pou fann cho akòz plizyè eleman alyaj, laj ranje solidifikasyon, gwo estrès koule, segregasyon oksidasyon eleman alyaj yo, kalite metaliji relativman pòv, ak fòmabilite ki ba nan tanperati chanm.
1.5 Etid yo montre ke chan mayetik ak eleman alyaj (ki gen ladan rafinè grenn, eleman alyaj prensipal yo, ak eleman tras) afekte anpil mikwoestrikti ak sansiblite fann cho nan alyaj seri 7xxx ki koule semi-kontinyèlman.
1.6 Anplis de sa, akòz konpozisyon konplèks alyaj aliminyòm 7050 la ak prezans eleman ki fasil pou okside, fonn lan gen tandans absòbe plis idwojèn. Sa a, konbine avèk enklizyon oksid, mennen nan koegzistans gaz ak enklizyon, sa ki lakòz yon kontni idwojèn ki wo nan fonn lan. Kontni idwojèn nan vin tounen yon faktè kle ki afekte rezilta enspeksyon yo, konpòtman frakti, ak pèfòmans fatig materyèl lengote trete yo. Se poutèt sa, ki baze sou mekanis prezans idwojèn nan fonn lan, li nesesè pou itilize medya adsorption ak ekipman filtrasyon-rafinaj pou retire idwojèn ak lòt enklizyon nan fonn lan pou jwenn yon fonn alyaj ki trè pirifye.
2. Kòz mikwoskopik fòmasyon krak
2.1 Fissura cho nan lengote a detèmine prensipalman pa vitès kontraksyon solidifikasyon an, vitès alimantasyon an, ak gwosè kritik zòn mou a. Si gwosè zòn mou a depase yon papòt kritik, fissura cho ap fèt.
2.2 Anjeneral, pwosesis solidifikasyon alyaj yo ka divize an plizyè etap: alimantasyon an mas, alimantasyon entèdendritik, separasyon dendrit, ak pon dendrit.
2.3 Pandan etap separasyon dendrit la, bra dendrit yo vin pi pre youn ak lòt epi tansyon sifas la limite sikilasyon likid la. Pèmeyabilite zòn mou a redwi, epi yon kontraksyon solidifikasyon ak yon estrès tèmik ase ka mennen nan mikwoporozite oswa menm fant cho.
2.4 Nan etap pon dendrit la, se sèlman yon ti kantite likid ki rete nan jonksyon trip yo. Nan pwen sa a, materyèl semi-solid la gen yon fòs ak yon plastisite konsiderab, epi fluaj solid la se sèl mekanis ki konpanse pou kontraksyon solidifikasyon ak estrès tèmik. De etap sa yo gen plis chans pou fòme vid kontraksyon oswa fant cho.
3. Preparasyon lengote dal kalite siperyè ki baze sou mekanis fòmasyon krak
3.1 Lingot dal gwo gwosè yo souvan prezante fant sifas, porosit entèn, ak enklizyon, ki gen yon gwo enpak sou konpòtman mekanik la pandan solidifikasyon alyaj la.
3.2 Pwopriyete mekanik alyaj la pandan solidifikasyon an depann anpil de karakteristik estriktirèl entèn yo, tankou gwosè grenn yo, kontni idwojèn nan, ak nivo enklizyon yo.
3.3 Pou alyaj aliminyòm ki gen estrikti dendritik, espasman bra dendritik segondè yo (SDAS) afekte anpil pwopriyete mekanik yo ak pwosesis solidifikasyon an. Yon SDAS ki pi rafine mennen nan fòmasyon porosit pi bonè ak fraksyon porosit ki pi wo, sa ki diminye estrès kritik pou fann cho.
3.4 Defo tankou vid ak enklizyon ki koze pa kontraksyon entèdendritik yo febli anpil rezistans skelèt solid la epi diminye anpil estrès kritik ki nesesè pou fann cho.
3.5 Mòfoloji grenn se yon lòt faktè mikwostriktirèl kritik ki enfliyanse konpòtman fann cho. Lè grenn yo chanje soti nan dendrit kolonè pou rive nan grenn ekiaks globilè, alyaj la montre yon tanperati rijidite ki pi ba ak yon pi bon pèmeyabilite likid entèdendritik, ki siprime kwasans porositë yo. Anplis de sa, grenn ki pi rafine yo ka akomode pi gwo vitès deformation ak deformation epi prezante chemen pwopagasyon fann ki pi konplèks, kidonk diminye tandans jeneral fann cho a.
3.6 Nan pwodiksyon pratik, optimize teknik manyen fonn ak koule—tankou kontwole estrikteman enklizyon ak kontni idwojèn, ansanm ak estrikti grenn—ka amelyore rezistans entèn lengote dal yo nan fann cho. Ansanm ak konsepsyon zouti ak metòd pwosesis optimize, mezi sa yo ka mennen nan pwodiksyon lengote dal ki gen gwo rannman, gwo echèl, ak kalite siperyè.
4. Rafinaj grenn lengote
Alyaj aliminyòm 7050 la itilize prensipalman de kalite rafinè grenn: Al-5Ti-1B ak Al-3Ti-0.15C. Etid konparatif sou aplikasyon an liy rafinè sa yo montre:
4.1 Lengot ki rafine ak Al-5Ti-1B yo montre gwosè grenn ki pi piti anpil epi yon tranzisyon ki pi inifòm soti nan kwen lengot la rive nan sant la. Kouch grenn koryas la pi mens, epi efè rafinman grenn jeneral la pi fò atravè lengot la.
4.2 Lè yo itilize matyè premyè ki te rafine deja ak Al-3Ti-0.15C, efè rafinman grenn Al-5Ti-1B a diminye. Anplis de sa, ogmante adisyon Al-Ti-B a pi lwen pase yon sèten pwen pa amelyore pwopòsyonèlman rafinman grenn nan. Se poutèt sa, adisyon Al-Ti-B yo ta dwe limite a pa plis pase 2 kg/t.
4.3 Lingot ki rafine ak Al-3Ti-0.15C yo konsiste sitou de grenn amann, globilè ekiaks. Gwosè grenn yo relativman inifòm sou tout lajè dal la. Yon adisyon 3-4 kg/t Al-3Ti-0.15C efikas pou estabilize kalite pwodwi a.
4.4 Li enpòtan pou note ke lè yo itilize Al-5Ti-1B nan alyaj 7050 la, patikil TiB₂ yo gen tandans separe nan direksyon fim oksid ki sou sifas lengote a anba kondisyon refwadisman rapid, sa ki fòme gwoup ki mennen nan fòmasyon salop. Pandan solidifikasyon lengote a, gwoup sa yo retresi anndan pou fòme pli ki sanble ak rainur, sa ki chanje tansyon sifas fonn lan. Sa ogmante viskozite fonn lan epi li diminye fluidite a, ki an vire ankouraje fòmasyon fant nan baz mwazi a ak nan kwen fas laj ak etwat lengote a. Sa ogmante tandans fant lan anpil epi li gen yon enpak negatif sou rannman lengote a.
4.5 Lè nou konsidere konpòtman alyaj 7050 la nan fòmasyon, estrikti grenn lengote domestik ak entènasyonal menm jan an, ak kalite pwodwi final yo trete yo, yo prefere Al-3Ti-0.15C kòm rafinè grenn an liy pou moule alyaj 7050 la—sof si kondisyon espesifik yo mande otreman.
5. Konpòtman Rafinaj Grenn Al-3Ti-0.15C
5.1 Lè yo ajoute rafinè grenn nan nan 720 °C, grenn yo konsiste prensipalman de estrikti ekiaks ak kèk sou-estrikti epi yo se yo ki pi fen an gwosè.
5.2 Si yo kenbe fonn lan twò lontan apre yo fin ajoute rafinè a (pa egzanp, plis pase 10 minit), kwasans dendritik koryas la domine, sa ki lakòz grenn ki pi koryas.
5.3 Lè kantite rafinè grenn ki ajoute a se 0.010% a 0.015%, yo jwenn grenn amann ekiaks.
5.4 Baze sou pwosesis endistriyèl alyaj 7050 la, kondisyon optimal pou rafinman grenn yo se: tanperati adisyon an anviwon 720 °C, tan ant adisyon ak solidifikasyon final la kontwole nan 20 minit, ak kantite rafinè apeprè 0.01–0.015% (3–4 kg/t Al-3Ti-0.15C).
5.5 Malgre varyasyon nan gwosè lengote a, tan total ki pran depi ajoute rafinè grenn nan apre fonn lan fin soti, nan sistèm an liy lan, nan kanal la, ak nan mwazi a, jiska solidifikasyon final la se tipikman 15-20 minit.
5.6 Nan anviwònman endistriyèl yo, ogmante kantite rafinè grenn pi lwen pase yon kontni Ti 0.01% pa amelyore rafinman grenn anpil. Okontrè, adisyon twòp mennen nan anrichisman Ti ak C, sa ki ogmante chans pou domaj materyèl.
5.7 Tès nan diferan pwen—antre degaz, sòti degaz, ak nan twou koule a—montre diferans minimòm nan gwosè grenn yo. Sepandan, ajoute rafinè a dirèkteman nan twou koule a san filtrasyon ogmante risk pou domaj pandan enspeksyon ultrasons materyèl trete yo.
5.8 Pou asire yon rafinman grenn inifòm epi anpeche akimilasyon rafinè a, yo ta dwe ajoute rafinè grenn nan nan antre sistèm degazaj la.
Dat piblikasyon: 16 Jiyè 2025
