1. Makroskopiko na Mga Salik na Nag-aambag sa Pagbuo ng Bitak
1.1 Sa panahon ng semi-continuous casting, ang nagpapalamig na tubig ay direktang i-spray sa ibabaw ng ingot, na lumilikha ng matarik na gradient ng temperatura sa loob ng ingot. Nagreresulta ito sa hindi pantay na pag-urong sa iba't ibang rehiyon, na nagiging sanhi ng pagpigil sa isa't isa at pagbuo ng mga thermal stress. Sa ilalim ng ilang partikular na larangan ng stress, ang mga stress na ito ay maaaring humantong sa ingot cracking.
1.2 Sa industriyal na produksyon, ang ingot cracking ay kadalasang nangyayari sa paunang yugto ng paghahagis o nagmumula bilang mga microcrack na sa kalaunan ay lumalaganap sa panahon ng paglamig, na posibleng kumalat sa buong ingot. Bilang karagdagan sa pag-crack, ang iba pang mga depekto gaya ng cold shuts, warping, at hanging ay maaari ding mangyari sa paunang yugto ng casting, na ginagawa itong isang kritikal na yugto sa buong proseso ng casting.
1.3 Ang pagkamaramdamin ng direktang chill casting sa mainit na pag-crack ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng kemikal na komposisyon, mga master alloy na karagdagan, at ang dami ng mga grain refiners na ginamit.
1.4 Ang sensitivity ng mainit na pag-crack ng mga haluang metal ay higit sa lahat dahil sa mga panloob na stress na nag-uudyok sa pagbuo ng mga void at bitak. Ang kanilang pagbuo at pamamahagi ay tinutukoy ng mga elemento ng haluang metal, kalidad ng pagtunaw ng metalurhiko, at mga semi-continuous na mga parameter ng paghahagis. Sa partikular, ang malalaking laki ng ingot ng 7xxx series na aluminum alloy ay partikular na madaling kapitan ng mainit na pag-crack dahil sa maraming elemento ng alloying, malawak na hanay ng solidification, mataas na casting stresses, oxidation segregation ng mga elemento ng alloy, medyo mahinang metalurhiko na kalidad, at mababang formability sa room temperature.
1.5 Ipinakita ng mga pag-aaral na ang mga electromagnetic field at alloying elements (kabilang ang mga grain refiners, major alloying elements, at trace elements) ay makabuluhang nakakaapekto sa microstructure at hot cracking susceptibility ng semi-continuous cast 7xxx series alloys.
1.6 Bukod pa rito, dahil sa kumplikadong komposisyon ng 7050 na haluang metal na aluminyo at ang pagkakaroon ng madaling na-oxidized na mga elemento, ang natutunaw ay may posibilidad na sumipsip ng mas maraming hydrogen. Ito, na sinamahan ng oxide inclusions, ay humahantong sa magkakasamang buhay ng gas at inclusions, na nagreresulta sa isang mataas na hydrogen content sa melt. Ang nilalaman ng hydrogen ay naging isang pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa mga resulta ng inspeksyon, pag-uugali ng bali, at pagganap ng pagkapagod ng mga naprosesong materyal na ingot. Samakatuwid, batay sa mekanismo ng pagkakaroon ng hydrogen sa melt, kinakailangan na gumamit ng adsorption media at filtration-refining equipment upang alisin ang hydrogen at iba pang mga inklusyon mula sa melt upang makakuha ng mataas na purified na haluang metal na tunawin.
2. Mga Microscopic na Sanhi ng Pagbuo ng Bitak
2.1 Ang ingot hot cracking ay pangunahing tinutukoy ng rate ng solidification shrinkage, feeding rate, at ang kritikal na laki ng mushy zone. Kung ang laki ng mushy zone ay lumampas sa isang kritikal na threshold, ang mainit na pag-crack ay magaganap.
2.2 Sa pangkalahatan, ang proseso ng solidification ng mga haluang metal ay maaaring nahahati sa ilang yugto: bulk feeding, interdendritic feeding, dendrite separation, at dendrite bridging.
2.3 Sa yugto ng paghihiwalay ng dendrite, ang mga braso ng dendrite ay nagiging mas malapit na nakaimpake at ang daloy ng likido ay pinipigilan ng pag-igting sa ibabaw. Ang permeability ng mushy zone ay nabawasan, at ang sapat na solidification shrinkage at thermal stress ay maaaring humantong sa microporosity o kahit na mainit na mga bitak.
2.4 Sa yugto ng dendrite bridging, kaunting likido lamang ang natitira sa triple junctions. Sa puntong ito, ang semi-solid na materyal ay may malaking lakas at plasticity, at ang solid-state creep ay ang tanging mekanismo upang mabayaran ang solidification shrinkage at thermal stress. Ang dalawang yugtong ito ay ang pinaka-malamang na bumuo ng mga pag-urong na walang laman o mainit na mga bitak.
3. Paghahanda ng High-Quality Slab Ingots Batay sa Mga Mekanismo ng Pagbuo ng Bitak
3.1 Ang malalaking laki ng mga slab ingot ay kadalasang nagpapakita ng mga bitak sa ibabaw, panloob na porosity, at mga inklusyon, na lubhang nakakaapekto sa mekanikal na gawi sa panahon ng solidification ng haluang metal.
3.2 Ang mga mekanikal na katangian ng haluang metal sa panahon ng solidification ay higit na nakasalalay sa mga panloob na katangian ng istruktura, kabilang ang laki ng butil, nilalaman ng hydrogen, at mga antas ng pagsasama.
3.3 Para sa mga aluminyo na haluang metal na may mga istrukturang dendritik, ang pangalawang dendrite arm spacing (SDAS) ay makabuluhang nakakaapekto sa parehong mga mekanikal na katangian at ang proseso ng solidification. Ang mas pinong SDAS ay humahantong sa mas maagang pagbuo ng porosity at mas mataas na porosity fraction, na binabawasan ang kritikal na stress para sa mainit na pag-crack.
3.4 Ang mga depekto tulad ng interdendritic shrinkage voids at inclusions ay lubhang nagpapahina sa tigas ng solid skeleton at makabuluhang binabawasan ang kritikal na stress na kinakailangan para sa mainit na pag-crack.
3.5 Ang morpolohiya ng butil ay isa pang kritikal na salik ng microstructural na nakakaimpluwensya sa pag-uugali ng mainit na pag-crack. Kapag ang mga butil ay lumipat mula sa mga columnar dendrite patungo sa mga globular equiaxed na butil, ang haluang metal ay nagpapakita ng mas mababang temperatura ng tigas at pinahusay na interdendritic liquid permeability, na pinipigilan ang paglaki ng pore. Bukod pa rito, ang mga mas pinong butil ay maaaring tumanggap ng mas malaking strain at strain rate at nagpapakita ng mas kumplikadong mga landas ng pagpapalaganap ng crack, at sa gayon ay binabawasan ang pangkalahatang hot cracking tendency.
3.6 Sa praktikal na produksyon, ang pag-optimize ng mga diskarte sa paghawak ng pagtunaw at paghahagis—tulad ng mahigpit na pagkontrol sa pagsasama at nilalaman ng hydrogen, pati na rin sa istraktura ng butil—ay maaaring mapabuti ang panloob na resistensya ng mga slab ingot sa mainit na pag-crack. Kasama ng na-optimize na disenyo ng tool at mga pamamaraan sa pagproseso, ang mga hakbang na ito ay maaaring humantong sa paggawa ng mataas na ani, malakihan, mataas na kalidad na mga slab ingots.
4. Grain Refinement ng Ingot
Pangunahing ginagamit ng 7050 aluminum alloy ang dalawang uri ng grain refiners: Al-5Ti-1B at Al-3Ti-0.15C. Ang mga paghahambing na pag-aaral sa in-line na aplikasyon ng mga refiner na ito ay nagpapakita ng:
4.1 Ang mga ingot na pino gamit ang Al-5Ti-1B ay nagpapakita ng mas maliliit na laki ng butil at isang mas pare-parehong paglipat mula sa gilid ng ingot patungo sa gitna. Ang coarse-grained layer ay mas manipis, at ang pangkalahatang grain refinement effect ay mas malakas sa kabuuan ng ingot.
4.2 Kapag ginamit ang mga hilaw na materyales na dating pinino sa Al-3Ti-0.15C, ang epekto ng pagpipino ng butil ng Al-5Ti-1B ay nababawasan. Higit pa rito, ang pagtaas ng pagdaragdag ng Al-Ti-B na lampas sa isang tiyak na punto ay hindi proporsyonal na nagpapahusay ng pagpipino ng butil. Samakatuwid, ang mga pagdaragdag ng Al-Ti-B ay dapat na limitado sa hindi hihigit sa 2 kg/t.
4.3. Ang laki ng butil ay medyo pare-pareho sa lapad ng slab. Ang pagdaragdag ng 3–4 kg/t ng Al-3Ti-0.15C ay epektibo sa pagpapatatag ng kalidad ng produkto.
4.4 Kapansin-pansin, kapag ginamit ang Al-5Ti-1B sa 7050 alloy, ang mga particle ng TiB₂ ay may posibilidad na maghiwalay patungo sa oxide film sa ibabaw ng ingot sa ilalim ng mabilis na mga kondisyon ng paglamig, na bumubuo ng mga kumpol na humahantong sa pagbuo ng slag. Sa panahon ng ingot solidification, ang mga kumpol na ito ay lumiliit papasok upang bumuo ng mga groove-like folds, na binabago ang tensyon sa ibabaw ng natunaw. Pinatataas nito ang lagkit ng pagkatunaw at binabawasan ang pagkalikido, na nagsusulong ng pagbuo ng crack sa base ng amag at ang mga sulok ng malawak at makitid na mga mukha ng ingot. Ito ay makabuluhang nagpapataas ng tendensya sa pag-crack at negatibong nakakaapekto sa ani ng ingot.
4.5 Isinasaalang-alang ang pag-uugali ng pagbuo ng 7050 alloy, ang istraktura ng butil ng mga katulad na domestic at international ingots, at ang kalidad ng mga huling naprosesong produkto, ang Al-3Ti-0.15C ay ginustong bilang in-line na grain refiner para sa paghahagis ng 7050 alloy—maliban kung ang mga partikular na kondisyon ay nangangailangan ng iba.
5. Grain Refinement Behavior ng Al-3Ti-0.15C
5.1 Kapag ang grain refiner ay idinagdag sa 720 °C, ang mga butil ay pangunahing binubuo ng mga equiaxed na istruktura na may ilang mga substructure at ang pinakamainam sa laki.
5.2 Kung masyadong matagal ang pagkatunaw pagkatapos idagdag ang refiner (hal., lampas sa 10 minuto), nangingibabaw ang magaspang na paglaki ng dendritik, na nagreresulta sa mas magaspang na butil.
5.3 Kapag ang dagdag na dami ng grain refiner ay 0.010% hanggang 0.015%, makakamit ang fine equiaxed grain.
5.4 Batay sa prosesong pang-industriya ng 7050 alloy, ang pinakamainam na kundisyon sa pagpipino ng butil ay: ang temperatura ng karagdagan sa paligid ng 720 °C, oras mula sa pagdaragdag sa huling solidification na kinokontrol sa loob ng 20 minuto, at halaga ng refiner sa humigit-kumulang 0.01–0.015% (3–4 kg/t ng Al-3Ti-0.15C).
5.5 Sa kabila ng mga pagkakaiba-iba sa laki ng ingot, ang kabuuang oras mula sa pagdaragdag ng grain refiner pagkatapos ng paglabas ng tunaw, sa pamamagitan ng in-line system, labangan, at amag, hanggang sa huling solidification ay karaniwang 15-20 minuto.
5.6 Sa mga pang-industriyang setting, ang pagtaas ng dami ng grain refiner na lampas sa isang Ti content na 0.01% ay hindi makabuluhang nagpapabuti sa grain refinement. Sa halip, ang labis na pagdaragdag ay humahantong sa pagpapayaman ng Ti at C, na nagdaragdag ng posibilidad ng mga materyal na depekto.
5.7 Ang mga pagsubok sa iba't ibang punto—degas inlet, degas outlet, at casting trough—ay nagpapakita ng kaunting pagkakaiba sa laki ng butil. Gayunpaman, ang pagdaragdag ng refiner nang direkta sa casting trough nang walang pagsasala ay nagpapataas ng panganib ng mga depekto sa panahon ng ultrasonic na inspeksyon ng mga naprosesong materyales.
5.8 Upang matiyak ang pare-parehong pagpino ng butil at maiwasan ang pag-iipon ng refiner, dapat idagdag ang grain refiner sa pasukan ng degassing system.
Oras ng post: Hul-16-2025
