Mecanismo de formación de galvanoplastia de metal semisólido en tubos de calefacción eléctrica

Mecanismo de formación de galvanoplastia de metal semisólido en tubos de calefacción eléctrica

Cuando el metal fundido comienza a cristalizar, acompañado de una fuerte agitación, el núcleo cristalino se forma y crece rápidamente. A medida que la temperatura disminuye, aunque los granos aún crecen en forma de dendritas, debido al efecto de agitación, los granos se desgastan y se cortan entre sí, y el líquido los lava con fuerza. Como resultado, los brazos dendríticos se rompen, formando más granos pequeños, y su propia estructura evoluciona gradualmente en forma de rosa. A medida que la temperatura continuaba disminuyendo, esta estructura en forma de rosa eventualmente evolucionó a una estructura esférica más simple.

Actualmente no hay consenso sobre el mecanismo de esferoidización no dendrítica en metales semisólidos. Fleming et al. creen que la formación de partículas esféricas iniciales está relacionada con los siguientes mecanismos de fractura dendrítica:

(1) El mecanismo de fractura de la raíz del brazo dendrítico. Por efecto de la fuerza de cizallamiento, el brazo dendrítico se fractura en la raíz. Las dendritas inicialmente formadas son cristales ideales sin dislocaciones ni muescas, y la fuerza de cizallamiento generada por una fuerte agitación hace que los brazos dendríticos se rompan en la raíz.

(2) Mecanismo de fusión de raíces dendríticas. Durante el proceso normal de crecimiento de los cristales con área de superficie reducida, el flujo de líquido acelera la difusión en el líquido, provocando vibraciones térmicas y generando tensión en la raíz que ayuda a la fusión, lo que conduce a la fusión. Al mismo tiempo, una mayor fracción de masa de soluto en el sólido de la raíz también disminuirá el punto de fusión, promoviendo el efecto de este mecanismo.

(3) Mecanismo de flexión dendrítica. Este mecanismo sugiere que los brazos dendríticos se doblan bajo la tensión del flujo, lo que produce dislocaciones y deformación plástica. A temperaturas por encima del solidus, las dislocaciones ascienden y se combinan para formar límites de grano. Cuando la diferencia de orientación entre los granos adyacentes supera los 20 grados y la energía del límite del grano supera el doble de la energía de la interfaz sólido-líquido, el líquido humedecerá los límites del grano y penetrará rápidamente a lo largo de ellos, lo que hará que los brazos dendríticos se separen del tallo principal.

Cabe señalar que al comienzo de la solidificación, el líquido se agita fuertemente y las dendritas más grandes que se desprenden de él no son brazos dendríticos esféricos. Cada brazo de dendrita continúa creciendo. Sin embargo, a medida que continúa el cizallamiento durante el proceso de solidificación y aumenta el tiempo, debido al crecimiento, al cizallamiento y al desgaste con otros granos, los cristales dendríticos se vuelven en forma de roseta y, durante el enfriamiento adicional, la rosificación de los granos continúa profundizándose hasta que se produce un subenfriamiento suficiente y un cizallamiento alto. ocurre la velocidad, y las partículas se vuelven esféricas. Con el aumento de la velocidad de cizallamiento, la cantidad de solidificación y la disminución de la velocidad de enfriamiento, aumenta la tendencia de transformación del grano de forma dendrítica a forma esférica.

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