Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 5/2016

02.03.2016

Verification of the Mechanism of Grain Refinement by Ultrasonic Treatment of Aluminum-4 Wt Pct Silicon Molten Alloy

verfasst von: Kazuki Matsuda, Tsuyoshi Takehara, Minghan Yang, Hikaru Uno, Takashi Kubo, Gaku Miyano, Makoto Yoshida

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 5/2016

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

Ultrasonic treatment (UST) of molten metals produces a fine grain microstructure. Several mechanisms of grain refining by UST have been suggested; however, experimental verification has not yet established the actual mechanism. In this study, UST was applied to Al-4 wt pct Si molten alloy (1) above the liquidus temperature, (2) during undercooling before recalescence, (3) during recalescence, and (4) after recalescence. After UST treatment, the average grain sizes of the solidified samples were measured, and the effects of UST were evaluated. In the case of (1), the temperatures of the crucible, ultrasonic horn, and the atmosphere of the molten alloy were also confirmed above the liquidus temperature, and a finer grain structure was obtained. This result reveals that UST promotes the nonequilibrium nucleation mechanism. UST during (2) and (3) also caused finer grain microstructures, whereas (4) did not. UST during undercooling hastened nucleation. However, the previously reported mechanism of the breaking dendrite was not activated by UST after recalescence.

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!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat G.I. Eskin and D.G. Eskin: Ultrason. Sonochem., 2003, vol. 10, pp. 297-301.CrossRef G.I. Eskin and D.G. Eskin: Ultrason. Sonochem., 2003, vol. 10, pp. 297-301.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat A. Ramirez, M. Qian, B. Davies, T. Wilks, and D.H. St. John: Scripta Mater., 2008, vol. 59, pp. 19-22.CrossRef A. Ramirez, M. Qian, B. Davies, T. Wilks, and D.H. St. John: Scripta Mater., 2008, vol. 59, pp. 19-22.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Y. Fukui, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Adv. Mater. Res., 2010, vol. 89, pp. 190-5.CrossRef Y. Fukui, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Adv. Mater. Res., 2010, vol. 89, pp. 190-5.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Y. Hori and I. Uezawa: Jpn. Inst. Metal., 1959, vol. 23, pp. 168-72. Y. Hori and I. Uezawa: Jpn. Inst. Metal., 1959, vol. 23, pp. 168-72.
5.
8.
Zurück zum Zitat C. Liu, Y. Pan, and S. Aoyama: 5th International Conference on Semi-Solid Processing Alloys and Composites, 1998, pp. 439–47. C. Liu, Y. Pan, and S. Aoyama: 5th International Conference on Semi-Solid Processing Alloys and Composites, 1998, pp. 439–47.
9.
Zurück zum Zitat Y. Osawa, S. Takamori, K. Minagawa, and T. Hibaru: J. JFS., 2013, vol. 85, pp. 255–60. Y. Osawa, S. Takamori, K. Minagawa, and T. Hibaru: J. JFS., 2013, vol. 85, pp. 255–60.
10.
Zurück zum Zitat Y. Osawa, S. Takamori, K. Minagawa, and S. Mukai: Japan Patent Kokai 2008-200692. Y. Osawa, S. Takamori, K. Minagawa, and S. Mukai: Japan Patent Kokai 2008-200692.
11.
Zurück zum Zitat X. Jian, H. Xu, T.T. Meek, and Q. Han: Mater. Lett., 2005, vol. 59, pp. 190-3.CrossRef X. Jian, H. Xu, T.T. Meek, and Q. Han: Mater. Lett., 2005, vol. 59, pp. 190-3.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M. Faraji, D.G. Eskin, and L. Katgerman: Giessereiforschung, 2010, vol. 62, pp. 20-5. M. Faraji, D.G. Eskin, and L. Katgerman: Giessereiforschung, 2010, vol. 62, pp. 20-5.
13.
Zurück zum Zitat L. Xin-Tao, L. Ting-Ju, L. Xi-Meng, and J. Jun-Ze: Ultrason. Sonochem., 2006, vol. 13, pp. 121-5.CrossRef L. Xin-Tao, L. Ting-Ju, L. Xi-Meng, and J. Jun-Ze: Ultrason. Sonochem., 2006, vol. 13, pp. 121-5.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat L. Jun-Wen, T. Momono, F. Ying, J. Zheng, and Y. Tayu: Trans. Nonferr. Metal. Soc. China, 2007, vol. 17, pp. 691-7.CrossRef L. Jun-Wen, T. Momono, F. Ying, J. Zheng, and Y. Tayu: Trans. Nonferr. Metal. Soc. China, 2007, vol. 17, pp. 691-7.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat W. Khalifa, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Int. J. Cast Metal. Res., 2008, vol. 21, pp. 129-34.CrossRef W. Khalifa, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Int. J. Cast Metal. Res., 2008, vol. 21, pp. 129-34.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat T.V. Atamanenko, D.G. Eskin, L. Zhang, and L. Katgerman: Metall. Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 2056-66.CrossRef T.V. Atamanenko, D.G. Eskin, L. Zhang, and L. Katgerman: Metall. Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 2056-66.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat L. Zhang, D.G. Eskin, A. Miroux, and L. Katgerman: Light Metals, 2012, pp. 999-1004. L. Zhang, D.G. Eskin, A. Miroux, and L. Katgerman: Light Metals, 2012, pp. 999-1004.
18.
Zurück zum Zitat Da. Shu, B. Sun, J. Mi, and P.S. Grant: Metall. Mater. Trans. A, 2012, vol. 43A, pp. 3755-66.CrossRef Da. Shu, B. Sun, J. Mi, and P.S. Grant: Metall. Mater. Trans. A, 2012, vol. 43A, pp. 3755-66.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Mi, D. Tan, and T.L. Lee: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 46B, pp. 1615–19. J. Mi, D. Tan, and T.L. Lee: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 46B, pp. 1615–19.
20.
Zurück zum Zitat K. Yasuda, Y. Saiki, T. Kubo, M. Kuwabara, and J. Yang: JPN. J. Appl. Phys., 2007, vol. 46, pp. 4939-44.CrossRef K. Yasuda, Y. Saiki, T. Kubo, M. Kuwabara, and J. Yang: JPN. J. Appl. Phys., 2007, vol. 46, pp. 4939-44.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat W. Khalifa, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Am. Found. Soc., 2010, vols. 10-20, pp. 91-8. W. Khalifa, Y. Tsunekawa, and M. Okumiya: Am. Found. Soc., 2010, vols. 10-20, pp. 91-8.
22.
Zurück zum Zitat S. Aoyama, G. Chih, and P. Yeh: Japan Patent Kokai 1999-11033692. S. Aoyama, G. Chih, and P. Yeh: Japan Patent Kokai 1999-11033692.
23.
Zurück zum Zitat Y. Osawa, G. Arakane, S. Takamori, A. Sato, and O. Ohashi: J. JFS., 1999, vol. 71, pp. 98-103. Y. Osawa, G. Arakane, S. Takamori, A. Sato, and O. Ohashi: J. JFS., 1999, vol. 71, pp. 98-103.
24.
Zurück zum Zitat Y. Osawa, S. Takamori, G. Arakane, O. Umezawa, A. Sato, and O. Ohashi: J. JFS., 2000, vol. 72, pp. 187-92. Y. Osawa, S. Takamori, G. Arakane, O. Umezawa, A. Sato, and O. Ohashi: J. JFS., 2000, vol. 72, pp. 187-92.
25.
Zurück zum Zitat Y. Osawa: J. J. I. L. M., 2011, vol. 61, pp. 220–25. Y. Osawa: J. J. I. L. M., 2011, vol. 61, pp. 220–25.
26.
Zurück zum Zitat X. Jian, T.T. Meek, and Q. Han: Scripta Mater., 2006, vol. 54, pp. 893-6.CrossRef X. Jian, T.T. Meek, and Q. Han: Scripta Mater., 2006, vol. 54, pp. 893-6.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat W. Kurz and D.J. Fisher: Fund. Solid. Trans. Tech. Publ., 1998, pp. 22–41. W. Kurz and D.J. Fisher: Fund. Solid. Trans. Tech. Publ., 1998, pp. 22–41.
Metadaten
Titel
Verification of the Mechanism of Grain Refinement by Ultrasonic Treatment of Aluminum-4 Wt Pct Silicon Molten Alloy
verfasst von
Kazuki Matsuda
Tsuyoshi Takehara
Minghan Yang
Hikaru Uno
Takashi Kubo
Gaku Miyano
Makoto Yoshida
Publikationsdatum
02.03.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 5/2016
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-016-3377-y

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2016

Metallurgical and Materials Transactions A 5/2016 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.