Grain Refiner Analysis a Metalurgical and Computational approach
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3137444Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Kornforfinande meisterlegeringar blir brukt i metallproduksjon for å oppnå mindre korn i detproduserte metallet. Ein slik kornstruktur er ofte ønskeleg for dei forbetra mekaniske eigenska-pane. Desse meisterlegeringane finst vanlegvis som ein relativt rein legering av det produsertemetallet med partiklar som er stabile i det ønska smelta metallet. Desse partiklane vil fun-gere som kjernar for ein heterogen nukleasjonsprosess. Ved støyping av aluminium er den mestbrukte kornforfinande meisterlegeringa ein Al-Ti-B meisterlegering, og desse legeringane kjemofte anten med eit titan-bor forhold p ̊a 3:1 eller 5:1. I ein Al-Ti-B meisterlegering er inokulant-partiklane TiB2.
Sjølv om ulike produsentar av kornforfinande meisterlegeringar hevdar liknande samansetjingav kornforfinande meisterlegeringar, er det kjent frå støperierfaring at det er merkbare skil-nader mellom dei ulike produsentane. Dataa som har blitt samla visar at det er ein merkbarog betydeleg skilnad mellom mengda TiB2 partiklar mellom dei ulike kornforfinande meister-legeringane, som vart undersøkte. Det ble funnet at storleiksfordelinga av desse partiklane varlik og samanliknbar med liknande tidlegare arbeid utført på kommersielle kornforfinande meis-terlegeringar, men det ser ut til at det er fleire små partiklar enn tidlegare antatt. Dette kanindikere at prosentandelen av dei nukleerande partiklane som er aktive, er mindre enn tidlegareantatt. Resultata viser korleis ulike kommersielle kornforfinande meisterlegeringar skil seg fråkvarandre i partikkelmengde og kjemisk samansetjing. Resultata avslører også korleis partiklaneoppførar seg i ein smelte av rein kornforfinande meisterlegering.
Det er forventa at studiet er eit utgangspunkt for vidare forsking på korleis inokulantstorleik ogstorleiksfordeling kan påverke kornforfinande meisterlegeringars kornraffineringseffekt. Studietkan også brukast som eit utgangspunkt for vidare undersøkelsar av korleis dei ulike partiklanei kornforfinande meisterlegering oppfører seg i smelter. Grain Refining master alloys are used in metal production to achieve a smaller grains in the pro-duced metal. Such a grain structure is often desirable for it’s enhanced mechanical properties.These master alloys are commonly found as a relative pure alloy of the produced metal withparticles that are stable in the desired molten metal. These particles act as nuclei for a het-erogeneous nucleation process. When casting aluminium the most commonly used grain refinermaster alloy is a Al-Ti-B master alloy, and these alloys are often produced with a relationshipbetween Ti and B of 3:1 or 5:1. In an Al-Ti-B master alloys the inoculant particles are TiB2.
Although different grain refiner master alloy producers claim similar composition of the grainrefiner master alloys, it is known from foundry experience that there are noticeable differencesbetween the different producers. In this thesis it is shown that there is a notable and significantdifference between the amount of TiB2 particles between the different grain refiner master alloysthat were investigated. It was found that size distribution of these particles were similar andcomparable to similar earlier work done on commercial grain refiner master alloys, but it seemsthat there are more small particles than previously thought. This might indicate that thepercentage of the nucleating particles that are active are smaller than previously thought. Theresults demonstrate how different commercial grain refiner master alloys differ from each otherin particle amount and chemical composition. The results also reveal how the particles behavein a melt of pure grain refiner master alloy.
It is anticipated that the study is a starting point for further research into how inoculant particlesize and size distribution can effect the grain refiner master alloys grain refinement effect. Thepaper can also be used as an initial summary for further investigation into how the differentparticles in the grain refiner master alloy behave in melts.