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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 2/2019

21.11.2018

Real-time X-ray Radiography and Computational Modeling of Shrinkage Porosity Formation in Aluminum Alloy Castings

verfasst von: Vahid Khalajzadeh, David D. Goettsch, Christoph Beckermann

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 2/2019

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Abstract

The formation of shrinkage porosity in an A356 aluminum alloy wedge casting is investigated using real-time video radiography. An image processing technique is developed to quantify the amount of porosity observed in the video. The transient temperature field is obtained using casting simulation. The results show that initially, sinks develop in the low solid fraction regions on the surface of the wedge. Once the surface becomes sufficiently solid to be rigid, the subsequent solidification shrinkage is accommodated by internal porosity. The internal porosity is found to nucleate and grow in the central part of the wedge where the solid fraction is the lowest. A computational model is developed to predict the formation of the surface sinks and the internal porosity. The model is validated using the experimental measurements and a parametric study is performed to investigate the sensitivity of the predictions to changes in the model parameters.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. J. Couper, A.E. Neeson, and J.R. Griffiths: Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 1990, vol. 13, pp. 213-27.CrossRef M. J. Couper, A.E. Neeson, and J.R. Griffiths: Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 1990, vol. 13, pp. 213-27.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Q.G. Wang, D. Apelian, and D.A. Lados: J. Light Met., 2001, vol. 1, pp. 73–84.CrossRef Q.G. Wang, D. Apelian, and D.A. Lados: J. Light Met., 2001, vol. 1, pp. 73–84.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat R.A. Hardin and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. A, 2013, vol. 44A, pp. 5316–32.CrossRef R.A. Hardin and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. A, 2013, vol. 44A, pp. 5316–32.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat T.S. Piwonka and M.C. Flemings: Trans. AIME, 1966, vol. 236, pp. 1157–65. T.S. Piwonka and M.C. Flemings: Trans. AIME, 1966, vol. 236, pp. 1157–65.
5.
Zurück zum Zitat K. Kubo and R.D. Pehlke: Metall. Trans. B, 1985, vol. 16, pp. 359–66.CrossRef K. Kubo and R.D. Pehlke: Metall. Trans. B, 1985, vol. 16, pp. 359–66.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat C. Pequet, M. Gremaud, and M. Rappaz: Metall. Mater. Trans., 2002, vol. 33A, pp. 2095–16.CrossRef C. Pequet, M. Gremaud, and M. Rappaz: Metall. Mater. Trans., 2002, vol. 33A, pp. 2095–16.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat K.D. Carlson, Z. Lin, R.A. Hardin, and C. Beckermann: 56th Steel Founders Society of America Technical and Operating Conference, Paper No. 4.4, Steel Founders’ Society of America, Chicago, IL, 2002. K.D. Carlson, Z. Lin, R.A. Hardin, and C. Beckermann: 56th Steel Founders Society of America Technical and Operating Conference, Paper No. 4.4, Steel Founders’ Society of America, Chicago, IL, 2002.
8.
Zurück zum Zitat K.D. Carlson, Z. Lin, and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. B, 2007, vol. 38 (4), pp. 541–55.CrossRef K.D. Carlson, Z. Lin, and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. B, 2007, vol. 38 (4), pp. 541–55.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat K.D. Carlson and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 163–75.CrossRef K.D. Carlson and C. Beckermann: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 163–75.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat A. Reis, Y. Houbaert, Z. Xu, R. Van Tol, A.D. Santos, J.F. Duarte, and A.B. Magalhaes, J. Mater. Process. Tech., 2008, vol. 202, pp. 428-434.CrossRef A. Reis, Y. Houbaert, Z. Xu, R. Van Tol, A.D. Santos, J.F. Duarte, and A.B. Magalhaes, J. Mater. Process. Tech., 2008, vol. 202, pp. 428-434.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat A. Reis, Z. Xu, R.V. Tol, and R. Neto, J. Manuf. Process., 2012, vol. 14, pp. 1-7.CrossRef A. Reis, Z. Xu, R.V. Tol, and R. Neto, J. Manuf. Process., 2012, vol. 14, pp. 1-7.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Y. Awano, and K. Morimoto. Int. J. Cast Met. Res., 2004, vol. 17, pp. 107-114.CrossRef Y. Awano, and K. Morimoto. Int. J. Cast Met. Res., 2004, vol. 17, pp. 107-114.CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat R.C. Atwood, S. Sridhar, W. Zhang, and P.D. Lee: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 405-417.CrossRef R.C. Atwood, S. Sridhar, W. Zhang, and P.D. Lee: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 405-417.CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat JMatPro, Sente Software Ltd, Surrey Technology Center, Surrey GU2 7YG, United Kingdom. JMatPro, Sente Software Ltd, Surrey Technology Center, Surrey GU2 7YG, United Kingdom.
17.
18.
Zurück zum Zitat D. Emadi and L.V. Whiting: AFS Trans., 2002, 200, 33. D. Emadi and L.V. Whiting: AFS Trans., 2002, 200, 33.
19.
Zurück zum Zitat K.D. Carlson and C. Beckermann: Int. J. Cast Met. Res., 2012, vol. 25, pp. 75–92.CrossRef K.D. Carlson and C. Beckermann: Int. J. Cast Met. Res., 2012, vol. 25, pp. 75–92.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S. Thompson, S. L. Cockcroft, and M. A. Wells: Mater. Sci. Tech., 2004, vol. 20, pp. 194-200.CrossRef S. Thompson, S. L. Cockcroft, and M. A. Wells: Mater. Sci. Tech., 2004, vol. 20, pp. 194-200.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat L. Arnberg, G. Chai, and L. Backerud: Mater. Sci. Engrg. A, 1993, vol. 173, pp. 101-03.CrossRef L. Arnberg, G. Chai, and L. Backerud: Mater. Sci. Engrg. A, 1993, vol. 173, pp. 101-03.CrossRef
Metadaten
Titel
Real-time X-ray Radiography and Computational Modeling of Shrinkage Porosity Formation in Aluminum Alloy Castings
verfasst von
Vahid Khalajzadeh
David D. Goettsch
Christoph Beckermann
Publikationsdatum
21.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 2/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-018-5018-0

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