L'effetto della velocità di raffreddamento sulla colata è significativo e può avere un impatto diretto sulla microstruttura e sulle proprietà del materiale colato.
Velocità di raffreddamento più elevate nei getti di leghe di alluminio, come le leghe A356 e A357, determinano microstrutture più fini, con una minore spaziatura tra i bracci delle dendriti secondarie (SDAS) e particelle eutettiche raffinate. Questa microstruttura più fine migliora la duttilità e le proprietà di trazione del materiale fuso [3,4].
La velocità di raffreddamento durante la fase di raffreddamento del processo di colata può essere influenzata da vari fattori. Uno di questi è il processo di post-riscaldamento e raffreddamento. È importante riscaldare uniformemente la colata e poi avvolgerla in un materiale che aiuti a trattenere il calore e permetta al pezzo di raffreddarsi il più lentamente possibile. Un raffreddamento rapido può portare a un aumento dei gradienti termici all'interno della colata, con conseguente raffreddamento non uniforme e potenziali distorsioni o cricche [8].
Durante la fase di raffreddamento, possono verificarsi diverse fasi di raffreddamento, tra cui la fase di vapore, la fase di ebollizione e la fase di convezione. La velocità di raffreddamento può variare durante queste fasi e il loro controllo è fondamentale per ottenere le proprietà desiderate nel materiale fuso. La fase di vapore, che si verifica quando l'olio si trasforma in vapore per effetto del calore, porta al raffreddamento più rapido grazie all'assorbimento del calore latente di vaporizzazione. Tuttavia, un isolamento eccessivo causato dalla formazione di una guaina di vapore intorno al pezzo può ridurre l'efficienza della velocità di raffreddamento. La fase di convezione si verifica quando la temperatura si abbassa e la fase di vapore scompare, permettendo alla convezione dell'olio di terminare il raffreddamento alla temperatura di equilibrio [8].
È importante notare che il raffreddamento del pezzo non è mai uniforme a causa dei diversi spessori delle sezioni del pezzo stesso. Queste eterogeneità di raffreddamento possono portare a trasformazioni martensitiche in momenti diversi durante la fase di raffreddamento, con conseguenti dilatazioni e distorsioni del pezzo. L'attraversamento del punto Ms (temperatura di inizio martensite) in tempi diversi può generare stress e potenziali distorsioni nel materiale fuso [8].
Nel caso della saldatura, il riscaldamento localizzato può causare un'espansione limitata e le sollecitazioni risultanti dipendono dal gradiente termico tra la zona riscaldata (HZ) e il corpo della colata. Il preriscaldamento del getto prima della saldatura può contribuire a minimizzare il gradiente termico e a ridurre le sollecitazioni di trazione causate dalla saldatura. Nei casi in cui il preriscaldamento non sia possibile, l'utilizzo di processi di saldatura a bassa temperatura e di bacchette o fili di saldatura a basso punto di fusione può contribuire a ridurre le sollecitazioni e le potenziali cricche [8].
In sintesi, la velocità di raffreddamento durante la colata può avere un effetto significativo sulla microstruttura, sulle proprietà e sulle potenziali distorsioni o cricche del materiale fuso. Velocità di raffreddamento più elevate nei getti di leghe di alluminio possono determinare microstrutture più fini e migliorare la duttilità e le proprietà di trazione. Il controllo delle fasi di raffreddamento e la minimizzazione dei gradienti termici durante il raffreddamento sono importanti per ottenere le proprietà desiderate e ridurre al minimo le potenziali distorsioni o cricche. Il preriscaldamento in saldatura può contribuire a ridurre le sollecitazioni e le potenziali cricche durante la fase di raffreddamento.
Volete migliorare la qualità delle vostre fusioni in lega di alluminio? Scegliete KINTEK, il vostro fornitore di fiducia di attrezzature da laboratorio. I nostri sistemi di raffreddamento all'avanguardia consentono di controllare con precisione il processo di raffreddamento, ottenendo microstrutture più fini e proprietà meccaniche migliori. Dite addio a stress e cricche con le nostre soluzioni innovative. Contattateci oggi stesso per elevare il vostro processo di fusione a nuovi livelli.
