Kokil Kalıba Dökülen Al-4,3cu Alaşımının Kritik Katı Oranı Faktörünün Kalıp Sıcaklığı Ve Tane Boyutuna Bağlı Olarak Modellenmesi
Döküm simülasyonunda gerçeğe yakın sonuçlar elde etmek için fiziksel ve termo-fiziksel faktörlerin simülasyon programlarında nümerik olarak tanımlanması gerekir. Alaşımın döküm sıcaklığı, hacimsel çekme oranı, sıvı metalin kalıbı doldurma süresi, döküm kalıbı malzemesi, katı-sıvı aralığında beslemenin devam edebileceği kritik katı oran(KKO) değeri bu faktörlerden bazılarıdır. Döküm simülasyon üzerine önemli etkiye sahip bir parametre olan KKO değeri üzerine çok az araştırma olmakla birlikte henüz tam olarak tanımlanamamıştır. Bu çalışmada, kokil kalıba dökülen Al-%4,3 Cu alaşımının KKO değerleri kalıp sıcaklığı ve tane boyutu parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir. Al-%4.3 Cu alaşımı yetersiz beslemeye bağlı çekme boşluğu hatası oluşturmak üzere özel bir geometride tasarlanmış kokil kalıba üç farklı ön ısıtma sıcaklığında (100°C, 155°C, 210°C) tane inceltmeli ve tane inceltmesiz olarak dökülmüştür. Soğuyan ve katılaşan dökümlerin içerisinde oluşan çekme boşluklarının hacmi Arşimet prensibi ile hesaplanmıştır. Üç boyutlu (3B) SOLIDCast döküm simülasyon yazılımı ile gerçek koşullarda yapılan dökümler bire bir modellenmiştir. Modellemelerde farklı KKO değerleri sınır şartı olarak girilmiş ve elde edilen sonuçlar üzerinde oluşan çekinti boşluğu hacmi ölçülerek gerçek döküm şartlarından elde edilen boşluk hacimleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, kalıp ön ısıtma sıcaklığının ve tane boyutunun kokil kalıba dökülen Al-%4.3 Cu alaşımının KKO değerleri üzerinde önemli derece etkili olduğunu göstermiştir
Modelling of Critical Solid Fraction Factor Depending on Mold Temperature and Grain Size of Al-4,3cu Alloy Poured Into Permenant Mold
In order to achieve more realistic results from casting simulations, physical and thermo-physical factors should be numerically defined in simulation programs. Some of these factors are the pouring temperature, volumetric shrinkage ratio, mould filling time, type of mould material and the critical fraction of solid (CFS) ratio up to which the feeding liquid can flow.Limited work has been carried on CFS, which is an important factor oncasting simulation, andit has also not been fully defined. In this study, the CFS values of Al-4.3% Cu permanent mould (PM) casting depending on the mould pre-heating temperatures and the grain size have been investigated. Non-grain refined and grain refined Al-%4.3 Cu alloys were poured into the permanent mould having pre-heated to three different temperatures (100°C, 155°C, 210°C)which is specially designed to produce shrinkage defects due to inadequate feeding, After cooling and solidification, volume of the shrinkage voids within each casting was calculated using Archimedes principle. Castings obtained in real conditions have been modelled using 3D SOLIDCast casting simulation software. During modelling, different CFS values have been used as a boundary condition in simulation, and the volumes of the shrinkage voids were compared as a function of real castings and simulation. Results showed that the mould pre-heating temperature and grain size of the castings have significant influence on the CFS value
___
- 1. Kayıkcı, R., "Comparison of Classical and Computer Aided Engineering Techniques Used in Casting a Large Steel Part", J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 23(2): 257- 265 (2008).
- 2. Hsu, F. Y., Jolly, M. R. and Campbell, J., "Vortex-gate design for gravity casting", International Journal of Cast Metals Research, 19(1): 38-46 (2006).
- 3. ASM Handbook, Vol 15 (Casting), Edited by Stefanescu, D.M., ASM International, Metals Park, OH,(1989).
- 4. Dash, M. and Makhlouf, M., "Effect of key alloying elements on the feeding characteristics of aluminiumsilicon casting alloys", Journal of Light Metals; 1: 251- 265 (2001).
- 5. Campbell, J., "Castings", Heinemann, Great Britain (1999).
- 6. Kim, J., "Effect of Solidification Mechanism on The Porosity Formation in Aluminum-Silicon Alloys", PhD, University of Wisconsin-Madison, 63-109 (1996).
- 7. Kim, T. G. And Lee, Z. H., "Time-varying heat transfer coefficients between tube-shaped casting and metal mold", Int. J. Heat Mass Transfer, 40(15): 3513-3525 (1997).
- 8. Chai, G., Backerud, L., Rolland, L. and Arnberg, L., "Dendrite coherency during equiaxed solidification in binary aluminium alloys", Metallurgica land Materials Transactions A, (4): 965-970 (1995).
- 9. Kayıkcı R., Akar N., "SOLIDcast ile Bilgisayar destekli döküm tasarımı", DTS, Sakarya, 31-35 (2010).
- Murty, B. S., Kori, S. A. and Chakraborty, M., "Grain refinement of aluminium and its alloys by heterogeneous nucleation and alloying", International Materials Reviews, 47(1): 3-29 (2002).
- Kayıkcı, R., "Metal-Mould Contact and Heat Transfer During Casting Solidification", PhD, University of Manchester, UMIST (1999).
- Murty, B. S.,Kori, S. A., Venkateswarlu, K., Bhat, R. R., Chakraborty, M., "Manufacture of Al-Ti-B master alloys by the reaction of complex halide salts with molten aluminium", Journal of Materials Process Technology, 89-90:152-158 (1999).
- Ravi, B., "Metal Casting: Computer aided design and analysis", PHI, India (2005)
- Karayazı, A., "Etial 110 alaşımının dökümünde makro ve mikro porozite oluşumunun modellenmesi", Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 72-83 (2009).
- Yurtseven, Y., "Etial177 Alaşımının Dökümünde Makro ve Mikro Porozite Oluşumunun Modellenmesi", Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 67-74 (2009).
- Kurz, W., and Fisher, D. J., "Fundamentals of solidification", Trans Tech Publications, Third edition, Switzerland-Germany-UK-USA3 (1989).
- Porter. D. A., and Easterling, K. E., "Phase transformations in metals and alloys", Chapman and Hall, UK(1990).
- ISSN: 1302-0900
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1998
- Yayıncı: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler
Lazer ve Çizgisel Ccd Algılayıcı Tabanlı Optik Çap Ölçüm Sisteminin Geliştirilmesi
Türkiye'nin IPv6'ya Geçiş Maliyetinin Öngörülmesi
Ş. SAĞIROĞLU, H KARACAN, M ALKAN, M HACIÖMEROĞLU, U. YAVANOĞLU
Türkiye'nin IPv6'ya Geçiş Maliyetinin Öngörülmesi
Ş. SAĞIROĞLU, H KARACAN, M ALKAN, M HACIÖMEROĞLU, U. YAVANOĞLU
Akıllı Şebekeler: Elektronik Sayaç Uygulamaları
RAMAZAN BAYINDIR, Kenan DEMİRTAŞ