พฤติกรรมการแข็งตัวของแท่งโลหะอะลูมิเนียมผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-ทองแดง ความแข็งแรงสูงมากพิเศษที่หล่อด้วยกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่องภายใต้การประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

Abstract

การผลิตชิ้นส่วนงานอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูง เพื่อใช้ในด้านการขนส่งในปัจจุบันนั้น มีการพัฒนาอะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงมากพิเศษ แต่พบว่ามีข้อจำกัดในการหล่อแท่งโลหะด้วยกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง (Conventional DC casting) ที่เกิดการแตกร้าวภายในแท่งโลหะระหว่างการแข็งตัว จึงทำให้การผลิตเป็นไปด้วยความยากลำบาก การจะป้องกันไม่ให้เกิดการแตกกร้าวภายในแท่งโลหะระหว่างการแข็งตัวนั้น ต้องอาศัยการเกิดเกรนที่มีขนาดเล็กละเอียดสม่ำเสมอทั่วแท่งโลหะ ตลอดจนต้องไม่เกิดความเครียดเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิภายในกับอุณหภูมิที่ผิวของแท่งโลหะในปริมาณที่สูง ด้วยเหตุนี้การหล่อแบบต่อเนื่องภายใต้การประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำ จะช่วยให้เกิดแรงกวนน้ำโลหะตลอดเวลาระหว่างการแข็งตัวจึงส่งผลให้ได้แท่งโลหะที่มีเกรนขนาดเล็กละเอียดและสม่ำเสมอ ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาพฤติกรรมการแข็งตัวของแท่งโลหะอะลูมิเนียมผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-ทองแดง ความแข็งแรงสูงมากเป็นพิเศษที่หล่อด้วยกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่องภายใต้การประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในแง่มุมของขนาดและการกระจายตัวของเกรนในโครงสร้างจุลภาค ตลอดจนการเกิดโครงสร้างยูเท็คติกเฟสต่างๆ อันได้แก่ Al+eta(MgZn₂), α Al+eta(MgZn₂)+T(Al-Zn-Mg-Cu) และ theta(CuAl₂) ที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัวของแท่งโลหะ โดยที่ลำดับและปริมาณการเกิดขึ้นของโครงสร้างยูเท็คติกเฟสต่างๆนั้น ในงานวิจัยนี้ก็มีการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบรูปแบบการแข็งตัวจากการวิเคราะห์ชิ้นงานจริงกับการคำนวณจากสมการการแข็งตัวในระบบของ Gulliver-Scheil