Batangan logam
Pembuatan

Batangan logam dibuat dengan mendinginkan cairan cair (yang dikenal sebagai lelehan) dalam cetakan. Pembuatan batangan logam memiliki beberapa tujuan.
Pertama, cetakan dirancang untuk benar-benar memadat dan membentuk struktur butiran yang sesuai yang dibutuhkan untuk pemrosesan selanjutnya, karena struktur yang terbentuk oleh pendinginan lelehan mengendalikan sifat fisik material.
Kedua, bentuk dan ukuran cetakan dirancang untuk memudahkan penanganan batangan logam dan pemrosesan hilir. Terakhir, cetakan dirancang untuk meminimalkan pemborosan lelehan dan membantu pengeluaran batangan logam, karena kehilangan lelehan atau batangan logam akan meningkatkan biaya produksi produk jadi.
Berbagai desain tersedia untuk cetakan, yang dapat dipilih agar sesuai dengan sifat fisik lelehan cairan dan proses pemadatan. Cetakan dapat berada di bagian atas, horizontal, atau penuangan dari bawah ke atas dan dapat beralur atau berdinding datar. Desain beralur meningkatkan perpindahan panas karena area kontak yang lebih besar. Cetakan dapat berupa desain "masif" padat, cor pasir (misalnya untuk besi kasar), atau cangkang berpendingin air, tergantung pada persyaratan perpindahan panas. Cetakan batangan logam meruncing untuk mencegah pembentukan retakan karena pendinginan yang tidak merata. Pembentukan retakan atau rongga terjadi saat transisi cair ke padat memiliki perubahan volume terkait untuk massa material yang konstan. Pembentukan cacat batangan logam ini dapat membuat batangan logam cor tidak berguna dan mungkin perlu dicairkan kembali, didaur ulang, atau dibuang.
Struktur fisik material kristal sebagian besar ditentukan oleh metode pendinginan dan pengendapan logam cair. Selama proses penuangan, logam yang bersentuhan dengan dinding batangan logam mendingin dengan cepat dan membentuk struktur kolom atau mungkin "zona dingin" dendrit yang sama sumbunya, tergantung pada cairan yang didinginkan dan laju pendinginan cetakan.
Untuk batangan logam tuang atas, saat cairan mendingin di dalam cetakan, efek volume diferensial menyebabkan bagian atas cairan surut dan meninggalkan permukaan lengkung di bagian atas cetakan yang mungkin perlu dikerjakan dari batangan logam. Efek pendinginan cetakan menciptakan bagian depan pemadatan yang maju, yang memiliki beberapa zona terkait, lebih dekat ke dinding terdapat zona padat yang menarik panas dari lelehan pemadatan, untuk paduan mungkin terdapat zona "lembek", yang merupakan hasil dari daerah kesetimbangan padat-cair dalam diagram fase paduan, dan daerah cair. Laju kemajuan bagian depan mengendalikan waktu yang dibutuhkan dendrit atau inti untuk terbentuk di daerah pemadatan. Lebar zona lembek dalam paduan dapat dikendalikan dengan menyetel sifat perpindahan panas cetakan atau menyesuaikan komposisi paduan lelehan cair.
Metode pengecoran berkesinambungan untuk pemrosesan batangan logam juga ada, yang mana bagian depan pemadatan tetap dibentuk oleh pelepasan material padat yang didinginkan secara terus-menerus, dan penambahan cairan cair ke dalam proses pengecoran.
Sekitar 70 persen batangan aluminium di AS dicetak menggunakan proses pengecoran dingin langsung, yang mengurangi keretakan. Sebanyak 5 persen batangan harus dibuang karena retak akibat tekanan dan deformasi ujung.