Revealing hot tear formation dynamics in Al-Cu alloys with X-ray radiography
Revealing hot tear formation dynamics in Al-Cu alloys with X-ray radiography
复制标题
通过 X 射线照相揭示 Al-Cu 合金中的热撕裂形成动力学
DOI：
10.1016/j.actamat.2023.119421
复制
发表时间：
2024
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Han I
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Han I
在合金凝固的后期，由于孤立的液体转变为固体时的收缩，热裂会出现，并可能对铸造拉伸性能产生灾难性的影响。虽然有相关性，建议合金热裂敏感性铸造条件下，他们没有捕捉撕裂的微观结构的影响，如第二相颗粒或金属间化合物（IMC）通常存在于工程合金。本文利用原位X射线照相技术研究了Al-5Cu和Al-5Cu-1Fe合金在凝固过程中热裂的形成和长大行为。一个自动化的热裂检测，跟踪和合并算法的开发和应用，以揭示富铁IMC颗粒，典型的回收合金，对热裂行为的作用。这些缺陷在此称为热裂，这是基于它们复杂的、延伸的互连形态，不同于更圆的收缩孔隙。我们还可视化和量化凝固收缩驱动的枝晶间流动的速度，并估计由于收缩的压力变化。当存在IMC时，由于减少的枝晶间流动，热裂开始于较低的固体分数，并且热裂形成在空间上更均匀，更少聚集并且更多。我们发现，最大的，最具破坏性的热裂形式从许多合并事件，这是增强了IMC的存在。
Hot tears can arise during the late part of alloy solidification because of the shrinkage of isolated liquid as it turns to solid and may have a catastrophic effect on cast tensile properties. Although there are correlations to suggest alloy hot tear sensitivity to casting conditions, they do not capture the influence of microstructure on tearing, such as second-phase particles or intermetallic compounds (IMCs) commonly present in engineering alloys. We usein situX-ray radiography to quantify the formation and growth behaviour of hot tears in Al-5Cu and Al-5Cu-1Fe alloys during solidification. An automated hot tear detection, tracking and merging algorithm is developed and applied to reveal the role of Fe-rich IMC particles, typical of recycled alloys, on hot tear behaviour. These defects are termed hot tears here on the basis of their complex, extended inter-connected morphology, distinct from more rounded shrinkage porosity. We also visualise and quantify the velocity of interdendritic flow driven by solidification shrinkage, and estimate the pressure changes due to shrinkage. Hot tearing starts at lower solid fraction when IMCs are present due to reduced interdendritic flow, and hot tear formation is more spatially homogeneous, less clustered and more numerous. We show that the largest, most damaging hot tears form from many merging events, that is enhanced by the presence of IMCs.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1007/s11663-014-0100-5
发表时间：
2014-10-01
影响因子：
3
作者：
Nasresfahani, Mohamad Reza;Rajabloo, Mohamad Javad
通讯作者：
Rajabloo, Mohamad Javad
DOI：
10.7771/1932-6246.1117
发表时间：
2012-12-01
期刊：
JOURNAL OF PROBLEM SOLVING
影响因子：
--
作者：
Dry, Matthew J.;Preiss, Kym;Wagemans, Johan
通讯作者：
Wagemans, Johan
使用高速 X 射线成像跟踪铝合金中热撕裂的演变
DOI：
10.1088/1757-899x/1281/1/012065
发表时间：
2023
期刊：
Materials Science and Engineering
影响因子：
--
作者：
Han I
通讯作者：
Han I
影响因子：
9.4
作者：
Liotti, E.;Lui, A.;Grant, P. S.
通讯作者：
Grant, P. S.
影响因子：
2.9
作者：
S. Feng;Insung Han;A. Lui;R. Vincent;Gideon Ring;P. Grant;E. Liotti
通讯作者：
S. Feng;Insung Han;A. Lui;R. Vincent;Gideon Ring;P. Grant;E. Liotti