Cường độ làm mát: “công tắc chính” để sàng lọc tổ chức

Cường độ làm mát thường đề cập đến tác động tổng hợp của tốc độ dòng chảy, áp suất và nhiệt độ nước của nước làm mát thứ cấp. Nó là đòn bẩy hiệu quả nhất để điều chỉnh cấu trúc hóa rắn.

1. Hiệu ứng định lượng của cường độ làm mát đối với cấu trúc vi mô Dữ liệu nghiên cứu cho thấy rằng trong một phạm vi nhất định, khi cường độ làm mát tăng lên, tốc độ kết tinh của chất tan chảy tăng lên và các nguyên tố chất tan trong chất tan chảy không có thời gian để khuếch tán, dẫn đến sự gia tăng quá trình làm lạnh dưới mức, tăng hạt nhân tinh thể và hình thành các hạt mịn. Đồng thời, kích thước của vùng chuyển tiếp giảm, mật độ của phôi tăng lên, xu hướng nới lỏng giảm và mức độ phân chia khu vực giảm. Nghiên cứu về quá trình đúc bán liên tục của hợp kim nhôm 6061 gần đường chất lỏng chỉ ra thêm rằng việc giảm cường độ làm mát sơ cấp và tăng cường độ làm mát thứ cấp đều có lợi cho việc hình thành các cấu trúc gần hình cầu đồng nhất và mịn; Khi tốc độ đúc đạt 150mm / phút và cường độ làm mát thứ cấp tăng lên, có thể thu được cấu trúc vi mô nhỏ, đồng đều và gần như hình cầu của phôi bán rắn 6061.

2. Cần lưu ý rằng tác động biên của cường độ làm mát là cường độ làm mát mạnh hơn không nhất thiết phải tốt hơn. Một mặt, việc làm mát thứ cấp quá mức có thể tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa bề mặt và lõi của phôi, dẫn đến: bề mặt đông đặc nhanh → tinh thể cột phát triển → và thậm chí cả tinh thể lông vũ; Ứng suất nhiệt tăng đột ngột → vết nứt bề mặt và xu hướng nứt nhiệt bên trong phôi tăng; Đối với một số hợp kim nhất định (chẳng hạn như 5052), việc làm mát quá mức có thể làm trầm trọng thêm quá trình kết tinh không cân bằng và thúc đẩy sự hình thành các nốt phân tách; Mặt khác, khi lượng nước làm mát tăng đến một giới hạn nhất định thì hệ số truyền nhiệt có xu hướng bão hòa. Tiếp tục tăng tốc độ dòng nước ít có tác dụng cải thiện tốc độ hóa rắn mà thay vào đó gây lãng phí tài nguyên nước và nhiễu loạn phôi.

3. Cửa sổ xử lý áp suất nước làm mát: Các thử nghiệm công nghiệp sử dụng hợp kim nhôm 5052 làm ví dụ cho thấy rằng việc tăng cường độ áp suất nước làm mát lên 0,20 MPa có thể ngăn chặn đáng kể sự hình thành các nốt phân chia bề mặt trên phôi. Dữ liệu này cung cấp một tài liệu tham khảo kỹ thuật quan trọng: có một khoảng thời gian tối ưu rõ ràng cho áp suất nước làm mát, dưới đó các khối u phân chia có thể vượt khỏi tầm kiểm soát và trên đó các vết nứt nhỏ có thể được tạo ra trên bề mặt của thỏi.