Soğutma yoğunluğu: organizasyonel iyileştirme için "ana anahtar"

Soğutma yoğunluğu genellikle ikincil soğutma suyunun akış hızı, basıncı ve su sıcaklığının birleşik etkisini ifade eder. Katılaşma yapısını düzenlemek için en etkili kaldıraçtır.

1. Soğutma yoğunluğunun mikro yapı üzerindeki nicel etkisi Araştırma verileri, belirli bir aralıkta, soğutma yoğunluğu arttıkça, eriyiğin kristalleşme hızının arttığını ve eriyikteki çözünen elementlerin yayılmaya vakti olmadığını, bunun da aşırı soğumada artışa, kristal çekirdeklerinde artışa ve ince tanelerin oluşumuna yol açtığını göstermektedir. Aynı zamanda, geçiş bölgesinin boyutu azalır, külçenin yoğunluğu artar, gevşeklik eğilimi azalır ve bölgesel ayrışma derecesi azalır. Sıvı çizgisinin yakınındaki 6061 alüminyum alaşımının yarı sürekli döküm üzerine yapılan çalışma, birincil soğutma yoğunluğunun azaltılmasının ve ikincil soğutma yoğunluğunun artırılmasının her ikisinin de tekdüze ve ince küreye yakın yapıların oluşumu için faydalı olduğunu daha da vurgulamaktadır; Döküm hızı 150 mm/dak'ya ulaştığında ve ikincil soğutma yoğunluğu arttığında, 6061 yarı katı külçenin küçük, tekdüze ve küreye yakın bir mikro yapısı elde edilebilir.

2. Soğutma yoğunluğunun marjinal etkisi Daha güçlü soğutma yoğunluğunun her zaman daha iyi olmadığı unutulmamalıdır. Bir yandan, aşırı ikincil soğutma, külçenin yüzeyi ve çekirdeği arasında önemli bir sıcaklık gradyanı oluşturabilir, bu da şunlara yol açar: yüzeyin hızlı katılaşması → gelişmiş sütunlu kristaller → ve hatta tüy kristaller; Ani sıcaklık stresi artışı → yüzey çatlakları ve külçenin iç termal çatlama eğilimi artar; Belirli alaşımlar (5052 gibi) için aşırı soğutma, dengesiz kristalleşmeyi şiddetlendirebilir ve ayrışma nodüllerinin oluşumunu teşvik edebilir; Öte yandan, soğutma suyu hacmi belirli bir sınıra ulaştığında, ısı transfer katsayısı doygunluğa eğilimlidir. Su akış hızını artırmaya devam etmek, katılaşma hızını iyileştirmede çok az etkiye sahiptir, ancak bunun yerine su kaynaklarının israfına ve külçe türbülansına neden olur.

3. Soğutma suyu basıncı için proses penceresi: Örnek olarak 5052 alüminyum alaşımı kullanılarak yapılan endüstriyel testler, soğutma suyu basıncı yoğunluğunu 0.20 MPa'ya çıkarmanın, külçeler üzerindeki yüzey ayrışma nodüllerinin oluşumunu önemli ölçüde baskılayabileceğini göstermektedir. Bu veri önemli bir mühendislik referansı sağlar: soğutma suyu basıncı için açık bir optimum pencere vardır, bunun altında ayrışma tümörleri kontrolden çıkabilir ve bunun üzerinde külçenin yüzeyinde mikro çatlaklar indüklenebilir.