Modification of pure Al and AlSi2 alloy primary structure with use of electromagnetic stirring method

• Autorzy: Wróbel T. , Szajnar J.

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja struktury pierwotnej czystego Al i stopu AlSi2 metodą mieszania elektromagnetycznego

• Konferencja: International Conference Development Trends in Mechanization of Foundry Process (6 ; 5-7.09.2013 ; Inwałd, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents modification of primary structure of Al 99,5% and 99,8% purity and AlSi2 alloy by electromagnetic stirring of liquid metal within foundry mould. The movement of solidifying liquid metal within the mould was forced by horizontal electromagnetic field produced by the induction coil (stirrer), supplied by current of elevated frequency. The structure refinement obtained by electromagnetic stirring was compared with refinement obtained by traditional modification, i.e. by introducing Ti, B, C and Sr modifying additives into melt. The results of studies show possibility of effective primary structure refinement of pure Al and selected Al-Si alloy by using only horizontal electromagnetic field, without necessity of Ti, B and C additives application.

PL

W pracy przedstawiono problematykę modyfikacji struktury Al o czystości 99,5% i 99,8% oraz stopu AlSi2, realizowanej głównie poprzez intensyfikacje ruchu ciekłego metalu w formie. W celu realizacji wymuszonego ruchu krzepnącego metalu zastosowano pole elektromagnetyczne wytwarzane przez cewkę (mieszadło) zasilane prądem o podwyższonej częstotliwości. Efekt rozdrobnienia struktury uzyskany w wyniku użycia mieszania elektromagnetycznego był porównywany z możliwym do otrzymania przy użyciu tradycyjnej modyfikacji, która polega na wprowadzeniu do ciekłego metalu dodatków tytanu, boru, węgla i strontu. Wyniki badań oraz ich analizą pokazały, że istnieje możliwość skutecznego rozdrobnienia struktury pierwotnej czystego Al i wybranego stopu Al-Si tylko przy użyciu mieszania elektromagnetycznego bez konieczności stosowania dodatków modyfikujacych tj. Ti, B i C.

Słowa kluczowe

EN

casting; alluminium; primary structure; modification; electromagnetic stirring

PL

odlew; aluminium; struktura pierwotna; modyfikacja; mieszanie elektromagnetyczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 3
• Strony: 941--944
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Wróbel T.

• Politechnika Śląska, Katedra Odlewnictwa, Towarowa St. 7, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Szajnar J.

• Politechnika Śląska, Katedra Odlewnictwa, Towarowa St. 7, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] B. Chalmers, The structure of ingot, Journal of the Australian Institute of Metals 8, 255-263 (1963).
• [2] E. Fraś, Crystallization of metals, WNT, Warsaw, 2003.
• [3] T. Skrzypczak, Sharp interface numerical modelling of solidification process of pure metal, Arch. Metall. Mater. 57, 1189-1199 (2012).
• [4] J. Szajnar, T. Wróbel, Influence of magnetic field and inoculation on size reduction in pure aluminium structure, Int. J. Mater. Prod. Tech. 33, 322-334 (2008).
• [5] J. Szajnar, T. Wróbel, Inoculation of pure aluminium with an electromagnetic field, Journal of Manufacturing Processes 10, 74-81 (2008).
• [6] M. Guzowski, G. Sigworth, D. Sentner, The role of boron in the grain refinement of aluminium with titanium, Metall. Mater. Trans. A. 18, 603-619 (1987).
• [7] K. Janerka, D. Bartocha, J. Szajnar, J. Jezierski, The carburizer influence on the crystallization process and the microstructure of synthetic cast iron, Arch. Metall. Mater. 55, 851-859 (2010).
• [8] M. Węglowski, S. Dymek, Microstructural modification of cast aluminium alloy Al Si9Mg via friction modified processing, Arch. Metall. Mater. 57, 71-79 (2012).
• [9] T. Wróbel, Review of inoculation methods of pure aluminium primary structure, Archives of Materials Science and Engineering 50(2), 110-119 (2011).
• [10] R. Doherty, H. Lee, E. Feest, Microstructure of stir-cast metals, Mater. Sci. Eng. 65, 181-189 (1984).
• [11] T. Campanella, C. Charbon, M. Rappaz, Grain refinement induced by electromagnetic stirring:adendrite fragmentation criterion. Metall. Mater. Trans. A. 35, 3201-3210 (2004).
• [12] W. K. Krajewski, J. Buras, M. Zurakowski, A. L. Greer, Structure and properties of grain-refined Al-20 wt.% Zn sand cast alloy, Archives of Metallurgy and Materials 54, 329-334 (2009).
• [13] K. Haberl, W.K. Krajewski, P. Schumacher, Microstructural features of the grain-refined sand cast Al Zn20 alloy, Archives of Metallurgy and Materials 55, 837-841 (2010).
• [14] T. Wróbel, J. Szajnar, Influence of supply voltage frequency of induction coil on inoculation efficiency of pure aluminium structure, Archives of Foundry Engineering 10, 203-208 (2010).
• [15] http://www.struers.com/knowledge
• [16] O. Keles, M. Dundar, Aluminium foil: its typical quality problems and their causes, J. Mater. Process. Tech. 186, 125-137 (2007).