Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2015

08.09.2015

Investigation on the Effect of Cooling Rate on Hot Tearing Susceptibility of Al2024 Alloy Using Thermal Analysis

verfasst von: S. G. Shabestari, M. H. Ghoncheh

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Effect of different cooling rates and Al-5Ti-1B grain refiner on hot tearing susceptibility of Al2024 alloy were studied using thermal analysis. Influence of cooling rates on microsegregation, and the amount of gas and shrinkage porosities was investigated. The cooling rates used in the present study range from 0.4 to 17.5 K s–1. To evaluate the hot tearing susceptibility, Clyne and Davies’ criterion is used. To calculate solid fraction during solidification, solid fraction vs time is plotted based on Newtonian technique via thermal analysis. The results show that the hot tearing susceptibility reduces initially by increasing the cooling rate and then increases at higher cooling rates. Hot tearing susceptibility is decreased by grain refinement. Solidification characteristics of Al2024 e.g., microsegregation, gas, and shrinkage porosities are decreased by increasing cooling rate.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Fußnoten
1
OMEGA Engineering inc, Stamford, Connecticut.
 
2
Origin Lab Corporation, Northampton, MA.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Eskin DG (2008) Physical metallurgy of direct-chill casting aluminum alloys. Taylor and Francis group, New York.CrossRef Eskin DG (2008) Physical metallurgy of direct-chill casting aluminum alloys. Taylor and Francis group, New York.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat M.H. Nasresfahani, and M.J. Rajabloo: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45, pp. 1827–33.CrossRef M.H. Nasresfahani, and M.J. Rajabloo: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45, pp. 1827–33.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat P. Kotas, C.C. Tutum, J. Thorborg, and J. Henri Hattel: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 609–26.CrossRef P. Kotas, C.C. Tutum, J. Thorborg, and J. Henri Hattel: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 609–26.CrossRef
4.
5.
Zurück zum Zitat S. Lin, C. Aliravci, and M.O. Pekguleryuz: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, pp. 1056–68.CrossRef S. Lin, C. Aliravci, and M.O. Pekguleryuz: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, pp. 1056–68.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat M. Easton, J.F. Grandfield, D.H. StJohn, and B. Rinderer: Mater. Sci. Forum., 2006, vol. 519, pp. 1675–80.CrossRef M. Easton, J.F. Grandfield, D.H. StJohn, and B. Rinderer: Mater. Sci. Forum., 2006, vol. 519, pp. 1675–80.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M. Easton, D.H. StJohn, and L. Sweet: Mater. Sci. Forum., 2009, vol. 630, pp. 213–21.CrossRef M. Easton, D.H. StJohn, and L. Sweet: Mater. Sci. Forum., 2009, vol. 630, pp. 213–21.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Sh. Li, K. Sadayappan, and D. Apelian: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 614–23.CrossRef Sh. Li, K. Sadayappan, and D. Apelian: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 614–23.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Suyitno L, Eskin DG, Katgerman L (2006) Mater. Sci. Eng. A, 420:1–7CrossRef Suyitno L, Eskin DG, Katgerman L (2006) Mater. Sci. Eng. A, 420:1–7CrossRef
10.
Zurück zum Zitat U. Feurer: Delft University of Technology, The Netherlands, 1977, pp. 131–45. U. Feurer: Delft University of Technology, The Netherlands, 1977, pp. 131–45.
11.
Zurück zum Zitat T.W. Clyne, and G.J. Davies: Metals Society, London, 1979, pp. 274–78. T.W. Clyne, and G.J. Davies: Metals Society, London, 1979, pp. 274–78.
12.
Zurück zum Zitat Suyitno L, Kool WH, Katgerman L (2005) Metall. Mater. Trans. A, 36A: 1537–46.CrossRef Suyitno L, Kool WH, Katgerman L (2005) Metall. Mater. Trans. A, 36A: 1537–46.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat T.W. Clyne, and G.J. Davies: The British Foundryman, 1975, vol. 68, pp. 238–44. T.W. Clyne, and G.J. Davies: The British Foundryman, 1975, vol. 68, pp. 238–44.
14.
Zurück zum Zitat I.I. Novikov: Goryachetomkost Tsvetnykh Metallov i Splavov, Nauka, Moscow, 1966. I.I. Novikov: Goryachetomkost Tsvetnykh Metallov i Splavov, Nauka, Moscow, 1966.
15.
Zurück zum Zitat N.N. Prokhorov: Russian Castings Production, 1962, vol. 2, pp. 172–75. N.N. Prokhorov: Russian Castings Production, 1962, vol. 2, pp. 172–75.
16.
17.
Zurück zum Zitat M. Rappaz, J.M. Drezet, and M. Gremaud: Metall. Mater. Trans. A, 1999, vol. 30A, pp. 449–55.CrossRef M. Rappaz, J.M. Drezet, and M. Gremaud: Metall. Mater. Trans. A, 1999, vol. 30A, pp. 449–55.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat R. Nadella, D.G. Eskin, Q. Du, and L. Katgerman: Prog. Mater. Sci., 2008, vol. 53, pp. 421–80.CrossRef R. Nadella, D.G. Eskin, Q. Du, and L. Katgerman: Prog. Mater. Sci., 2008, vol. 53, pp. 421–80.CrossRef
19.
20.
Zurück zum Zitat M. Malekan, and S.G. Shabestari: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 3196–03.CrossRef M. Malekan, and S.G. Shabestari: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 3196–03.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat P.D. Lee, R.C. Atwood, R.J. Dashwood, and H. Nagaumi: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 328, pp. 213–22.CrossRef P.D. Lee, R.C. Atwood, R.J. Dashwood, and H. Nagaumi: Mater. Sci. Eng. A, 2002, vol. 328, pp. 213–22.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat D.J. Lahaie, and M. Bouchard: Metall. Mater. Trans. B, 2001, vol. 32, pp. 697–705.CrossRef D.J. Lahaie, and M. Bouchard: Metall. Mater. Trans. B, 2001, vol. 32, pp. 697–705.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat X. Yan, and J.C. Lin: Metall. Mater. Trans. B, 2006, vol. 37, pp. 913–18.CrossRef X. Yan, and J.C. Lin: Metall. Mater. Trans. B, 2006, vol. 37, pp. 913–18.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat R.G. Santos, and M.L.N.M. Melo: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 391, pp. 151–58.CrossRef R.G. Santos, and M.L.N.M. Melo: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 391, pp. 151–58.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat N. Roy, A.M. Samuel, and F.H. Samuel: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27A, pp. 415–29.CrossRef N. Roy, A.M. Samuel, and F.H. Samuel: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27A, pp. 415–29.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat R. Chavez-Zamarripa, J.A. Ramos-Salas, J. Talamantes-Silva, S. Valtierra, and R. Colas: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, pp. 1875–79.CrossRef R. Chavez-Zamarripa, J.A. Ramos-Salas, J. Talamantes-Silva, S. Valtierra, and R. Colas: Metall. Mater. Trans. A, 2007, vol. 38A, pp. 1875–79.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat M.H. Ghoncheh, S.G. Shabestari, and M.H. Abbasi: J. Therm. Anal. Calorim., 2014, vol. 117, pp. 1253–61.CrossRef M.H. Ghoncheh, S.G. Shabestari, and M.H. Abbasi: J. Therm. Anal. Calorim., 2014, vol. 117, pp. 1253–61.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat S.G. Shabestari, M.H. Ghoncheh, and H. Momeni: Thermochim. Acta., 2014, vol. 589, pp. 174–82.CrossRef S.G. Shabestari, M.H. Ghoncheh, and H. Momeni: Thermochim. Acta., 2014, vol. 589, pp. 174–82.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat H. Mehrer: Diffusion in solids, 1st ed, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.CrossRef H. Mehrer: Diffusion in solids, 1st ed, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M. Johnsson, L. Backerud, and G.K. Sigworth: Metall. Mater. Trans. A, 1993, vol. 24A, pp. 481–91.CrossRef M. Johnsson, L. Backerud, and G.K. Sigworth: Metall. Mater. Trans. A, 1993, vol. 24A, pp. 481–91.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat M.H. Ghoncheh, and S.G. Shabestari: Metall. Mater. Trans. A, 2015, vol. 46A, pp. 1287–99.CrossRef M.H. Ghoncheh, and S.G. Shabestari: Metall. Mater. Trans. A, 2015, vol. 46A, pp. 1287–99.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat F.Y. Xie, T. Kraft, Y. Zuo, C.H. Moon, and Y.A. Chang: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 489–500.CrossRef F.Y. Xie, T. Kraft, Y. Zuo, C.H. Moon, and Y.A. Chang: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 489–500.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat X. Yan, S. Chen, F. Xie, and Y.A. Chang: Acta Mater., 2002, vol. 50, pp. 2199–07.CrossRef X. Yan, S. Chen, F. Xie, and Y.A. Chang: Acta Mater., 2002, vol. 50, pp. 2199–07.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat P.D. Lee, A. Chirazi, R.C. Atwood, and W. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 365, pp. 57–65.CrossRef P.D. Lee, A. Chirazi, R.C. Atwood, and W. Wang: Mater. Sci. Eng. A, 2004, vol. 365, pp. 57–65.CrossRef
35.
Zurück zum Zitat S.G. Shabestari, and S. Ghodrat: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 467, pp. 150–58.CrossRef S.G. Shabestari, and S. Ghodrat: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 467, pp. 150–58.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Y.F. Guven, and J.D. Hunt: Cast. Metals., 1988, vol. 1, pp. 104–11. Y.F. Guven, and J.D. Hunt: Cast. Metals., 1988, vol. 1, pp. 104–11.
37.
Zurück zum Zitat H. Chadwick: Cast. Metals., 1991, vol. 4, pp. 43–49. H. Chadwick: Cast. Metals., 1991, vol. 4, pp. 43–49.
38.
Zurück zum Zitat S. Li: Ph.D. thesis, Worcester Polytechnic Institute, 2010. S. Li: Ph.D. thesis, Worcester Polytechnic Institute, 2010.
39.
Zurück zum Zitat S. Lin: Ph.D. thesis, Université du Québec à Chicoutimi, 1999. S. Lin: Ph.D. thesis, Université du Québec à Chicoutimi, 1999.
40.
Zurück zum Zitat N. Jamaly, A.B. Phillion, and J.M. Drezet: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 1287–95.CrossRef N. Jamaly, A.B. Phillion, and J.M. Drezet: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 1287–95.CrossRef
41.
Zurück zum Zitat M.B. Djurdjevic, and G. Huber: J. Alloy. Compd., 2014, vol. 590, pp. 500–06.CrossRef M.B. Djurdjevic, and G. Huber: J. Alloy. Compd., 2014, vol. 590, pp. 500–06.CrossRef
42.
Zurück zum Zitat M. Easton, H. Wang, J. Grandfield, D.H. StJohn, and E. Sweet: Mater. Forum., 2004, vol. 28, pp. 224–29. M. Easton, H. Wang, J. Grandfield, D.H. StJohn, and E. Sweet: Mater. Forum., 2004, vol. 28, pp. 224–29.
Metadaten
Titel
Investigation on the Effect of Cooling Rate on Hot Tearing Susceptibility of Al2024 Alloy Using Thermal Analysis
verfasst von
S. G. Shabestari
M. H. Ghoncheh
Publikationsdatum
08.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2015
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-015-0450-7

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2015

Metallurgical and Materials Transactions B 6/2015 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.