Cacat pada Paduan Aluminium - AdTech Metallurgical Materials Co., Ltd.

06 Feb STUDI TENTANG CACAT PENGERASAN PADA PADUAN ALUMINIUM

Posted at 03:44h in Berita by AdTech 0 Comments

0 Likes

STUDI TENTANG CACAT PENGERASAN PADA PADUAN ALUMINIUM

Sinkronisasi lapisan oksida ganda
(1) Gelombang pecah terbentuk akibat turbulensi di permukaan. (2) Kedua sisi lapisan oksida yang tidak terbasahi saling bersentuhan.
(3) Lapisan oksida ganda terbenam ke dalam cairan sebagai cacat berbentuk retakan.

Cacat Entrainment
Turbulensi permukaan yang menyebabkan terlepasnya lapisan ganda dan gelembung-gelembung yang menyertainya.
A – B:- Gelembung-gelembung kecil yang terbawa membentuk pori-pori pada bifilm.
C dan D:- Gelembung-gelembung besar memiliki daya apung, sehingga membentuk jejak sebelum tertangkap di tempat lain atau akhirnya terlepas.

Cacat Entrainment

Perkembangan bifilm

Penggulungan
Bifilm dipukul-pukul dan digulung menjadi bentuk yang padat dan berliku-liku.
Jika cairan di bawah permukaan mengalami turbulensi skala besar, Re > 2000

Membentangkan
Pengisian cetakan telah selesai, Re<2000
Presipitasi gas melalui lapisan alumina
Pembentukan pori interdendritik
Menentukan sifat-sifat bahan cor

Pengaruh Kadar Hidrogen dan Jarak Antara Cabang Dendrit

Kiri Bawah:
Inflasi mikro

Bawah Kanan:
Pada waktu pengendapan yang singkat, kepadatan pori meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan hidrogen.

Kiri Atas:
Kelompok-kelompok pori yang berjumlah banyak.

Kanan Atas:
Pada waktu pengendapan yang lebih lama, kepadatan pori menurun seiring dengan meningkatnya kandungan hidrogen.

Masalah yang Disebabkan oleh Lapisan yang Terendam Air
Masalah Pemesinan
Oksida jauh lebih keras daripada logam itu sendiri, sehingga menyebabkan gesekan saat pemesinan, yang meninggalkan alur-alur yang tidak sedap dipandang.
``` Ujung tajam alat sering kali retak atau tumpul akibat menghadapi masalah-masalah semacam itu.```.

Ketatannya Terhadap Kebocoran
``` Untuk coran berdinding tipis dengan ketebalan 5 mm atau kurang, cacat lapisan tipis dapat meluas dari satu dinding ke dinding lainnya melintasi rongga cetakan, sehingga menghubungkan rongga coran dan permukaannya melalui jalur kebocoran.
Cacat gelembung sangat merepotkan dalam hal kedap bocor, karena cacat tersebut pasti bermula di salah satu permukaan coran dan terhubung ke permukaan di atasnya.
Kelancaran
Kekentalan lelehan bersih selalu lebih tinggi daripada lelehan yang terkontaminasi, dan dapat dituang pada suhu yang lebih rendah.
Manfaat kumulatifnya sangat berharga.

Pengaruh terhadap Sifat Mekanik: UTS dan Perpanjangan
| Jarak antar lengan dendrit meningkat
Kekuatan Menurun
  Penurunan Perpanjangan
Kekuatan patah
  Penurunan
Sifat kelelahan menurun
Korosi
Lubang korosi dan serat korosi umumnya terjadi pada cacat pengecoran yang terbawa.

Penghapusan cacat pengendapan
Penghilangan Gas

Diagram skematis yang menggambarkan berbagai tahap penghilangan gas

Penghilangan Gas
Untuk menghilangkan hidrogen dari aluminium cair, proses penghilangan gas sangatlah penting.
``` Flux, gas pembersih, degassing vakum, dan getaran ultrasonik dapat digunakan sebagai metode degassing. Metode yang paling umum digunakan adalah dengan mengalirkan gas inert atau reaktif dari dekat bagian bawah tungku.
``` Gas pembersih biasanya berupa Ar atau campuran dari gas-gas tersebut. Selama melewati cairan logam, gelembung-gelembung—yang pada awalnya memiliki kandungan hidrogen rendah—menyerap hidrogen dari cairan logam dan kemudian keluar ke permukaan.```.
```Suhu leleh, ukuran gelembung gas, dan komposisi gas merupakan faktor-faktor penting dalam metode penghilangan gas ini. Kelarutan hidrogen meningkat dua kali lipat ketika suhu aluminium cair naik sebesar 60 °C.```.
```Ukuran gelembung gas menentukan rasio luas/volume (A/V). Untuk efisiensi degassing yang tinggi, nilai A/V harus dimaksimalkan, dan gelembung berukuran kurang dari 5 mm adalah yang paling efektif.```.

Penghapusan inklusi

Ilustrasi skematis media penyaring

Penghapusan inklusi
Inklusi seperti aluminium oksida dan Mg berasal dari ingot atau reaksi dengan oksigen di udara atau kelembapan selama proses peleburan dan pengecoran.
```Proses sedimentasi, flotasi, dan filtrasi di dalam tungku digunakan oleh industri pengecoran untuk menghilangkan inklusi-inklusi tersebut.```.
```Setelah mencapai permukaan, zat-zat tersebut dapat dihilangkan dengan cara disaring. Namun, fluks-fluks ini mengandung unsur-unsur berbahaya seperti Cl, F, atau P.```.
Flux itu sendiri dapat menjadi inklusi dalam hasil coran jika tetap tertinggal dalam cairan logam setelah proses perlakuan. Setelah dilakukan pembersihan selama proses peleburan, filter yang terpasang di dalam cetakan dapat membantu menghilangkan inklusi seperti flux, partikel keramik, atau lapisan oksida selama proses pengisian.
``` Inklusi dapat terperangkap di permukaan depan atau permukaan masuk filter, dan membentuk lapisan-lapisan kue filter.

Penghilangan lapisan film yang terbawa
Saat terendam, lapisan tersebut terus tumbuh dengan mengonsumsi gas-gas yang tersimpan: oksigen untuk membentuk oksida, nitrogen untuk membentuk nitrida, sedangkan gas-gas lainnya larut dalam larutan
Pada akhirnya, semua gas akan habis, dan dampak paling merusak yang disebabkan oleh lapisan tersebut—seperti kebocoran, pembentukan gelembung, rongga, serta retakan—akan teratasi.
```Penonaktifan otomatis lapisan yang terbawa ini biasanya terjadi pada kasus-kasus di mana logam tersebut dikenai tekanan (pencetakan dengan penekanan (50–150 MPa), penekanan isostatik panas (200 MPa), bahkan beberapa manfaat juga diperoleh dalam pencetakan pasir dengan tekanan sedang sebesar hanya 0,7 MPa).```.