Intensitas pendinginan: "saklar utama" untuk penyempurnaan organisasi

Intensitas pendinginan biasanya mengacu pada efek gabungan dari laju aliran, tekanan, dan suhu air dari air pendingin sekunder. Ini adalah tuas yang paling efektif untuk mengatur struktur pemadatan.

1. Efek kuantitatif intensitas pendinginan pada mikrostruktur Data penelitian menunjukkan bahwa dalam kisaran tertentu, seiring dengan meningkatnya intensitas pendinginan, laju kristalisasi lelehan meningkat, dan elemen terlarut dalam lelehan tidak punya waktu untuk berdifusi, menghasilkan peningkatan pendinginan berlebih, peningkatan nukleus kristal, dan pembentukan butiran halus. Pada saat yang sama, ukuran zona transisi berkurang, kepadatan ingot meningkat, kecenderungan kelonggaran berkurang, dan tingkat segregasi regional berkurang. Studi tentang pengecoran semi-kontinu paduan aluminium 6061 di dekat garis likuidus lebih lanjut menunjukkan bahwa penurunan intensitas pendinginan primer dan peningkatan intensitas pendinginan sekunder keduanya bermanfaat untuk pembentukan struktur bulat seragam dan halus; Ketika kecepatan pengecoran mencapai 150mm/menit dan intensitas pendinginan sekunder meningkat, mikrostruktur billet semi-padat 6061 yang kecil, seragam, dan hampir bulat dapat diperoleh.

2. Efek marjinal intensitas pendinginan harus dicatat bahwa intensitas pendinginan yang lebih kuat belum tentu lebih baik. Di satu sisi, pendinginan sekunder yang berlebihan dapat menciptakan gradien suhu yang signifikan antara permukaan dan inti ingot, yang mengakibatkan: pemadatan permukaan yang cepat → kristal kolumnar yang berkembang → dan bahkan kristal bulu; Peningkatan tiba-tiba dalam tegangan termal → retakan permukaan dan kecenderungan retakan termal internal ingot meningkat; Untuk paduan tertentu (seperti 5052), pendinginan yang berlebihan dapat memperburuk kristalisasi yang tidak seimbang dan mendorong pembentukan nodul segregasi; Di sisi lain, ketika volume air pendingin meningkat hingga batas tertentu, koefisien perpindahan panas cenderung jenuh. Terus meningkatkan laju aliran air memiliki sedikit efek dalam meningkatkan laju pemadatan, tetapi malah menyebabkan pemborosan sumber daya air dan turbulensi ingot.

3. Jendela proses untuk tekanan air pendingin: Uji coba industri menggunakan paduan aluminium 5052 sebagai contoh menunjukkan bahwa meningkatkan intensitas tekanan air pendingin hingga 0,20 MPa dapat secara signifikan menekan pembentukan nodul segregasi permukaan pada ingot. Data ini memberikan referensi teknik yang penting: ada jendela optimal yang jelas untuk tekanan air pendingin, di bawahnya tumor segregasi dapat menjadi tidak terkendali, dan di atasnya retakan mikro dapat diinduksi pada permukaan ingot.