Wpływ szybkości stygnięcia na liczbę ziaren pierwotnych stopu Al-5Cu

W niniejszej pracy zbadano zagadnienie wpływu szybkości stygnięcia na liczbę ziaren pierwotnych α(Al) w stopie Al-5Cu. Badania przeprowadzono dla odlewów o grubości ścianek z zakresu 3-25 mm. W celu wyznaczenia szybkości stygnięcia oraz stopnia przechłodzenia na początku krystalizacji zarejestrowano krzywe stygnięcia. Badania wykazały, że szybkość stygnięcia zwiększa się ekspotencjalnie w miarę zmniejszania grubości ścianki odlewu. Z przeprowadzonych badań wynika, że szybkość stygnięcia odlewów zmienia się w szerokim zakresie (21,5-1,6 ºC/s) przy zmianie grubości ścianki od 3-25 mm. Przeprowadzono badania metalograficzne celem określenia gęstości ziaren pierwotnych (liczby ziaren pierwotnych α(Al) na jednostkę objętości). Przedstawiono zależności wiążące liczbę ziaren pierwotnych z szybkością stygnięcia, a także ze stopniem przechłodzenia (ΔTm= Te-Tmin, gdzie Te - równowagowa temperatura krystalizacji (likwidus), Tmin - minimalna temperatura na początku krystalizacji fazy α(Al)). Badania wykazały, że liczbę ziaren pierwotnych można opisać z wysokim współczynnikiem korelacji za pomocą zależności potęgowej w funkcji szybkości stygnięcia.

---

This paper investigated the influence of cooling rate on the number of primary grains α(Al) in Al-5Cu alloy. The study was conducted on castings with wall thickness in the range of 3-25 mm. In order to determine cooling rate and maximum undercooling at the beginning of the solidification the cooling curves were recorded. Research has shown that the cooling rate increases exponentially with decreasing wall thickness of the casting. Moreover it has been shown that the cooling rate of castings varies widely (21.5-1.6 °C / s) when changing the wall thickness from 3 up to 25 mm. Metallographic studies were performed to determine the primary grain density (the number of grains of primary α(Al) per unit volume). The relationship combining the number of primary grains with the cooling rate and maximum undercooling (ΔTm=Te-Tmin, where Te - equilibrium solidification temperature (liquidus), Tmin - minimum temperature at the beginning of the solidification of α(Al) phase). Research has also shown that the number of primary grains can be described with a high correlation coefficient by the power function of the cooling rate.