Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2007

01.06.2007

Solidification under Forced-Flow Conditions in a Shallow Cavity

verfasst von: A.N. Turchin, D.G. Eskin, L. Katgerman

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2007

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

The solidification of an Al-4.5 pct Cu alloy in a shallow cavity under conditions of forced flow was studied both by fluid-dynamics simulations with solidification included and by experiments. The variation in bulk-flow velocity and initial superheat dramatically changes the macro- and microstructure, promoting grain refinement, an equiaxed-to-columnar transition (ECT), the formation of peculiar grain and dendrite morphologies, etc. The solidification parameters during solidification in the shallow cavity under forced-flow conditions have been determined by computer simulations and partially compared with the experimental results. The interaction between flow vortices and the progressing solidification front and its effect on structure evolution have been analyzed. Finally, quantitative correlations between microstructure, solidification, and flow parameters have been established.

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
National Instruments is a trademark of NI, Austin, TX, USA.
 
2
Neophot 30 is a product of Carl Zeiss, Jena, Germany.
 
3
AnalySIS a trademark of Olympus Soft Imaging Systems, Munster, Germany.
 
4
Flow-3D is a trademark of Flow Dynamics Inc., Santa Fe, NM.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat K. Murakami, T. Fujiyama, A. Koike, T. Okamoto: Acta Mater., 1983, vol. 31, pp. 1425–32CrossRef K. Murakami, T. Fujiyama, A. Koike, T. Okamoto: Acta Mater., 1983, vol. 31, pp. 1425–32CrossRef
2.
Zurück zum Zitat A. Buchholz, S. Engler: Comput. Mater. Sci., 1996, vol. 7, pp. 221–27CrossRef A. Buchholz, S. Engler: Comput. Mater. Sci., 1996, vol. 7, pp. 221–27CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Guo, Y. Yang, F. Hua, Z. Hu: Z. Metallkd., 2004, vol. 95, pp. 835–39 M. Guo, Y. Yang, F. Hua, Z. Hu: Z. Metallkd., 2004, vol. 95, pp. 835–39
4.
Zurück zum Zitat W.D. Griffits, D.G. McCartney: Mater. Sci. Eng. A, 1996, vol. 216, pp. 47–60CrossRef W.D. Griffits, D.G. McCartney: Mater. Sci. Eng. A, 1996, vol. 216, pp. 47–60CrossRef
5.
Zurück zum Zitat S. Steinbach, L. Ratke: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vols. 413–414, pp. 200–04 S. Steinbach, L. Ratke: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vols. 413–414, pp. 200–04
6.
Zurück zum Zitat R.S. Rerko, H.C. de Groh III, C. Beckermann: Mater. Sci. Eng. A, 2003, vol. 347, pp. 186–97CrossRef R.S. Rerko, H.C. de Groh III, C. Beckermann: Mater. Sci. Eng. A, 2003, vol. 347, pp. 186–97CrossRef
7.
Zurück zum Zitat P.A. Nikrityuk, K. Eckert, R. Grundmann: Int. J. Heat Mass Transf., 2006, vol. 49, pp. 1501–15CrossRef P.A. Nikrityuk, K. Eckert, R. Grundmann: Int. J. Heat Mass Transf., 2006, vol. 49, pp. 1501–15CrossRef
8.
Zurück zum Zitat P.A. Nikrityuk, K. Eckert, B. Willers, S. Eckert: in Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes XI, C.A. Gandin, M. Bellet, eds., TMS, Warrendale, PA, 2006, pp. 333–40 P.A. Nikrityuk, K. Eckert, B. Willers, S. Eckert: in Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes XI, C.A. Gandin, M. Bellet, eds., TMS, Warrendale, PA, 2006, pp. 333–40
9.
Zurück zum Zitat A. Turchin, D.G. Eskin, L. Katgerman: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vols. 413–414, pp. 98–104 A. Turchin, D.G. Eskin, L. Katgerman: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vols. 413–414, pp. 98–104
10.
Zurück zum Zitat C.M. Oldenburg, F.J. Spera: Numer. Heat. Transf. B, 1992, vol. 21, pp. 217–29CrossRef C.M. Oldenburg, F.J. Spera: Numer. Heat. Transf. B, 1992, vol. 21, pp. 217–29CrossRef
11.
Zurück zum Zitat M.R. Barkhudarov, C.W. Hirt: in Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes VII, M. Cross, J. Campbell, eds., TMS, Warrendale, PA, 1995, pp. 935–46 M.R. Barkhudarov, C.W. Hirt: in Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes VII, M. Cross, J. Campbell, eds., TMS, Warrendale, PA, 1995, pp. 935–46
12.
Zurück zum Zitat H. Grazzini and D. Nesa: in Solidification Processing ‘97, University of Sheffield, Sheffield, United Kingdom, 1997, pp. 147–50 H. Grazzini and D. Nesa: in Solidification Processing ‘97, University of Sheffield, Sheffield, United Kingdom, 1997, pp. 147–50
13.
Zurück zum Zitat J. Zuidema, Jr.: Doctoral Thesis, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 2005, pp. 89–103 J. Zuidema, Jr.: Doctoral Thesis, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 2005, pp. 89–103
14.
Zurück zum Zitat C.J. Vreeman, F.P. Incropera: Int. J. Heat Mass Transf., 2000, vol. 43, pp. 687–704CrossRef C.J. Vreeman, F.P. Incropera: Int. J. Heat Mass Transf., 2000, vol. 43, pp. 687–704CrossRef
15.
Zurück zum Zitat H. Yao, R.K. Cooper, S. Raghunathan: J. Fluids Eng., 2004, vol. 126, pp. 919–27CrossRef H. Yao, R.K. Cooper, S. Raghunathan: J. Fluids Eng., 2004, vol. 126, pp. 919–27CrossRef
16.
Zurück zum Zitat R. Trivedi, H. Miyahara, P. Mazumder, E. Simsek, S.N. Tewari: J. Cryst. Growth., 2001, vol. 222, pp. 365–79CrossRef R. Trivedi, H. Miyahara, P. Mazumder, E. Simsek, S.N. Tewari: J. Cryst. Growth., 2001, vol. 222, pp. 365–79CrossRef
17.
Zurück zum Zitat T. Okamoto, K. Kishitake, I. Bessho: J. Cryst. Growth, 1975, vol. 29, pp. 131–36CrossRef T. Okamoto, K. Kishitake, I. Bessho: J. Cryst. Growth, 1975, vol. 29, pp. 131–36CrossRef
18.
Zurück zum Zitat W. Kurz, D.J. Fisher: Fundamentals of Solidification, 3rd ed., Trans Tech Publications Ltd., Aedermannsdorf, Switzerland, 1992 W. Kurz, D.J. Fisher: Fundamentals of Solidification, 3rd ed., Trans Tech Publications Ltd., Aedermannsdorf, Switzerland, 1992
19.
Zurück zum Zitat J. Pilling, A. Hellawell: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27A, pp. 229–32CrossRef J. Pilling, A. Hellawell: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27A, pp. 229–32CrossRef
20.
Zurück zum Zitat D.G. Eskin, Suyitno, L. Katgerman: Progr. Mater. Sci., 2004, vol. 49, pp. 629–711CrossRef D.G. Eskin, Suyitno, L. Katgerman: Progr. Mater. Sci., 2004, vol. 49, pp. 629–711CrossRef
21.
Zurück zum Zitat A.N. Turchin, D.G. Eskin, L. Katgerman: in Continuous Casting, H.R. Müller, ed., Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2005, pp. 283–89CrossRef A.N. Turchin, D.G. Eskin, L. Katgerman: in Continuous Casting, H.R. Müller, ed., Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2005, pp. 283–89CrossRef
22.
Zurück zum Zitat S. Henry, T. Minghetti, M. Rappaz: Acta Mater., 1998, vol. 46, pp. 6431–43CrossRef S. Henry, T. Minghetti, M. Rappaz: Acta Mater., 1998, vol. 46, pp. 6431–43CrossRef
23.
Zurück zum Zitat U. Feurer: in Quality Control of Engineering Alloys and The Role of Metals Science, H. Nieswaag, J.W. Schut, eds., Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 1978, pp. 131–45 U. Feurer: in Quality Control of Engineering Alloys and The Role of Metals Science, H. Nieswaag, J.W. Schut, eds., Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 1978, pp. 131–45
24.
25.
Zurück zum Zitat H.J. Diepers, C. Beckermann, I. Steinbach: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 3663–78CrossRef H.J. Diepers, C. Beckermann, I. Steinbach: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 3663–78CrossRef
26.
Zurück zum Zitat L. Ratke, W.K. Thieringer: Acta Metall., 1985, vol. 33, pp. 1793–1802CrossRef L. Ratke, W.K. Thieringer: Acta Metall., 1985, vol. 33, pp. 1793–1802CrossRef
Metadaten
Titel
Solidification under Forced-Flow Conditions in a Shallow Cavity
verfasst von
A.N. Turchin
D.G. Eskin
L. Katgerman
Publikationsdatum
01.06.2007
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2007
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-007-9183-9

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2007

Metallurgical and Materials Transactions A 6/2007 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.