Alüminyum alaşımlarının dökümünde kritik katı oranı faktörünün kalıp sıcaklığına bağlı olarak modellenmesi
Modelling of critical solid fraction factor depending on mold temperature in aluminium alloy castings
Yazar: AKİF KEMAL KISAOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NEŞET AKAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bilgisayar teknolojilerindeki hızlı gelişmelere bağlı olarak döküm proseslerinin modellenmesi döküm mikro ve makro boşlukların önemli ölçüde tahmin edilebilmesini sağlamaktadır. Bu teknolojik gelişmeler ile dökümlerde yolluk ve besleyici tasarımı yapılabilmekte ve döküm parçada oluşacak mikro ve makro boşluk bölgeleri kolayca tahmin edilebilmektedir. Bununla birlikte döküm hataları bilgisayar destekli döküm tasarımı ile döküm parametrelerinin sadece doğru tanımlanması ile tahmin edilebilmektedir. Bu parametrelerin en önemlilerinden biri katı-sıvı bölgesinde besleme sıvısının akıcılığını engelleyen katı dentritlerce oluşturulan direncin tanımlanmasıdır. Katı-sıvı aralığında sıvı akış kanalları tıkandığı anda dentritler arası besleme bölgesinde besleme durmaktadır. Bu olay dentrit blokajı olarak bilinmekte ve kritik katı oranı (KKO) olarak tanımlanmaktadır. Bilgisayar destekli döküm modellemelerinde bu oranın doğru olarak verilmesi gerçek döküm üretim şartlarının simüle edilmesi için gereklidir.Bu çalışmanın temel amacı KKO değerinin tane inceltme işlemi ve farklı kalıp sıcaklıklarına bağlı olarak modellenmesidir. Yapılan modellemelerden elde edilen sonuçlar ile gerçek dökümlerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda:1. Tane inceltmesiz dökümlerde 100°C, 155°C ve 210°C kalıp sıcaklıkları sırasıyla 2,30 cm3, 1,46 cm3 ve 1,16 cm3 makro çekme boşluğu üretmiştir. Bu boşluklar için sırasıyla %30, %40 ve %55 KKO değerleri tespit edilmiştir.2. Tane inceltmeli dökümlerde 100°C, 155°C ve 210°C kalıp sıcaklıkları sırasıyla 1,70 cm3, 1,25 cm3 ve 0,94 cm3 makro çekme boşluğu üretmiştir. Bu boşluklar için sırasıyla %45, %52 ve %65 KKO değerleri tespit edilmiştir.

Abstract:
Depending on the rapid developments in computer technology, modeling of casting processes provides a significant prediction for micro and macro porosity of casting. With these technological developments, gating and feeder design of the casting can be made, and micro and macro porosity regions in the casting can be estimated easily. However, casting defects with computer-aided casting design are correctly estimated providing that casting parameters are only properly defined. One of the most important of these parameters is the identification of resistance which is generated solid dendrites against fluidity of the feed liquid at solid-liquid zone. Feeding stops at the interdendritic feeding zone when liquid flow channels in the solid-liquid region are blocked. This event is known as dendrite blockade which is defined as critical fraction of solid (CFS). In computer-aided modeling for metal casting, the value of CFS must be defined correctly to simulate the production of casting.The main purpose of this study is to determine the value of CFS depends on the grain refining, and different mold temperatures. The results of computer simulation are compared with results obtained from the actual castings. It is concluded that following:1. In the non grain refined casting, 100°C, 155°C, and 210°C mold temperatures produced 2,30 cm3, 1,46 cm3, and 1,16 cm3 macro shrinkage cavities respectively. 30%, 40%, and 55% CFS values respectively for those cavities were determined.2. In the grain refined casting, 100°C, 155°C, and 210°C mold temperatures produced 1,70 cm3, 1,25 cm3, and 0,94 cm3 macro shrinkage cavities respectively. 45%, 52%, and 65% CFS values respectively for those cavities were determined.