PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The Eulerian multiphase model of centrifugal casting process of particle reinforced Al matrix composites

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wielofazowy model eulerowski procesu odlewania odśrodkowego kompozytu o osnowie stopu Al zbrojonego cząstkami
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
This article discusses a new model of the centrifugal casting process which uses the full Eulerian approach to modelling composite suspension dynamics. The proposed model, in contrast to models based on the Lagrangian approach, allows one to consider such important phenomena as the presence of maximum packing of reinforcing particles, or the change in viscosity suspension caused by changes in the reinforcement volume fraction. These phenomena are essential for the final result of the composite casting process. The paper presents the results of numerical experiments using the developed model. Simulation of the casting process of the AlSi7MgSr (AK7) aluminium alloy with silicon carbide and graphite was performed. The results showed that the developed model of the centrifugal casting process enables one to recognize the phenomena that are impossible to capture by measurement techniques available today.
PL
Omówiono nowy model procesu odlewania odśrodkowego, który wykorzystuje pełne podejście eulerowskie do modelowania dynamiki zawiesiny kompozytowej. Dzięki temu zaproponowany model, w przeciwieństwie do modeli opartych o podejście lagrangowskie, umożliwia uwzględnienie tak ważnych zjawisk, jak: istnienie maksymalnego, granicznego upakowania cząstek zbrojenia czy też wywołane zmianami udziału zbrojenia lokalne zmiany lepkości zawiesiny. Zjawiska te są kluczowe dla końcowego wyniku procesu odlewania kompozytu. W artykule zaprezentowano wyniki eksperymentów numerycznych wykorzystujących opracowany model. Przeprowadzono symulacje procesu odlewania zawiesiny stopu aluminium (AlSi7MgSr) z węglikiem krzemu i z grafitem. Uzyskane wyniki wykazały, że opracowany model procesu umożliwia rozpoznanie zjawisk niemożliwych do uchwycenia dostępnymi współcześnie technikami pomiarowymi.
Rocznik
Strony
200--205
Opis fizyczny
Bibliogr. 21 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Institute of Material Science, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland
autor
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Department of Industrial Informatics, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Department of Industrial Informatics, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland
Bibliografia
  • [1] Olejnik E., Sobula S., Tokarski T. et al., Composite zones obtained by in situ synthesis in steel castings, Archives of Metallurgy and Materials 2013, 58(3), 769-773.
  • [2] Xie Y., Liu Ch., Zhai Y., Wang K., Ling X., Centrifugal casting processes of manufacturing in situ functionally gradient composite materials of Al-19Si-5Mg alloy, Rare Metals 2009, 28(4), 405-411, DOI: 10.1007/s12598-009-0079-2.
  • [3] Sobczak J.J., Drenchev L., Metallic functionally graded materials: A specific class of advanced composites, J. Mater. Sci. Technol. 2013, 29, 297-316.
  • [4] Rajan T.P.D., Pai B.C., Developments in processing of functionally gradient metals and metal-ceramic composites: A Review, Acta Metallurgica Sinica-English Letters 2014, 27(5), 825-838.
  • [5] Kang H.G., Zhang D.L., Cantor B., The microstructures of locally reinforced squeeze-cast Al-alloy metal-matrix composites, J. Microsc. 1993, 169, 239-245.
  • [6] Dyzia M., Dolata A.J., Śleziona J., Preliminary analysis of aluminum matrix compositions for composites reinforcement with carbon fibers, Steel Research International 2012, 83(10), 981-987.
  • [7] Yang H., Lavernia E.J., Schoenung J.M., Novel fabrication of bulk Al with gradient grain size distributions via powder metallurgy, Philosophical Magazine Letters 2014, 95(3), 177-186.
  • [8] Durejko T., Lipiński S., Fabrication of composite graded materials based on Fe-Al phases, Kompozyty (Composites), 2009, 9(3), 297-301 (in Polish).
  • [9] Majumdara J.D., Chandra B.R., Nath A.K., Manna I., Compositionally graded SiC dispersed metal matrix composite coating on Al by laser surface engineering, Materials Science and Engineering: A 2006, 433(1-2), 241-250.
  • [10] Pourmajidian M., Akhlagh F., Fabrication and characterization of functionally graded Al/SiCp composites produced by remelting and sedimentation process, J. Mater. Eng. Perform. 2014, 23, 444-450.
  • [11] Dolata A.J., Centrifugal infiltration of porous ceramic preforms by the liquid Al alloy-theoretical background and experimental verification, Archives of Metallurgy and Materials 2016, 61(1), 411-418.
  • [12] Wang K., Jiang T., Huang Z., Xue H., Yang D., Zhu Z., Mechanical and thermal expansion properties of SiCp/ZAlSi9Mg composites produced by centrifugal casting, Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2016, 31(1), 197-203.
  • [13] Jackowski J., Szymański P., The structure of centrifugally cast composite casting, Composites Theory and Practice 2012, 12(1), 66-71.
  • [14] Golak S., Dolata A.J., Fabrication of functionally graded composites using a homogenised low-frequency electromagnetic field, J. Compos. Mater. 2016, 50, 1751-1760.
  • [15] Golak S., Dyzia M., Creating local reinforcement of a channel in a composite casting using electromagnetic separation, J. Mater. Sci. Technol. 2015, 31, 918-922.
  • [16] Dolata A.J., Hybrid composites shaped by casting methods, Solid State Phenomena 2014, 211, 47-52, DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.211.47.
  • [17] Velhinho A., Rocha L.A., Longitudinal centrifugal casting of metal-matrix functionally graded composites: an assessment of modelling issues, Journal of Materials Science 2011, 46(11), 3753-3765.
  • [18] Drenchev L., Sobczak J., Malinov S., Sha W., Numerical simulation of macrostructure formation in centrifugal casting of particle reinforced metal matrix composites. Part 1: model description, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 2013, 11, 635-649.
  • [19] Feller R.J., Beckermann C., Modeling of solidification of metal-matrix particulate composites with convection, Metall. Mater. Trans. B 1997, 28(6), 1165-1183.
  • [20] Golak S., Kachel A., Modelling dynamics of composite suspension during casting in electromagnetic field, Magnetohydrodynamics 2016, 52(4), 471-480.
  • [21] Gidaspow D., Bezburuah R., Ding J., Hydrodynamics of circulating fluidized beds, kinetic theory approach, In Fluidization VII, Proceedings of the 7th Engineering Foundation Conference on Fluidization 1992, 75-82.
Uwagi
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-f8ab192f-0578-468f-ba9f-eda116425f94
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.