ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Die in einer Richtung ablaufende Verfestigung einer binären Substanz ist mit Hilfe einer kontinuierlichen Formulierung modelliert worden um die durch eine instabile Dichteumkehrung induzierte Strömungsbewegung zu untersuchen. Die lokale und globale Rückverteilung der Teilchen ist in jeder der 3 Simulationen ermittelt worden, um die Einflüsse der Permeabilität der Zwei-Phasen-Region und der Abkühlrate zu erfassen. Die lokale Entmischung von fleckenartigen eutektischen Einschlüssen, die von starken Gradienten in der Zusammensetzung umgeben waren, ist mit, in der breiartigen Region vorhandenen, diskreten Kanälen in Verbindung gebracht worden, die vor einer vollständigen Verfestigung existierten. Diese Kanäle dienten, auf Grund ihres geringsten Widerstandes, dem Transport des zwischen den Dendriten vorhandenen Fluidums zur darüberliegenden Flüssigkeit. Der Großteil der fleckenartigen Einschlüsse befand sich in der am meisten durchlässigen Zwei-PhasenRegion, wohingegen die Bildung dieser Einschlüsse, während der durch Wärmeleitung domierenden Verfestigung, unterbunden wurde, welches im Fall der höchsten Abkühlrate für den längsten Zeitabschnitt auftrat. Die normale Entmischung, in Verbindung mit einer axialen Variation der mittleren Zusammensetzung des Festkörpers, die darauf zurückzuführen ist, daß die Kanäle den Transport des am Lösungsprodukt mangelnden Fluids in der Zwei-Phasen-Region unterbunden haben, wurde ebenfalls ermittelt.
Notes:
Abstract Unidirectional solidification of a binary substance has been modelled using a continuum formulation to investigate the macrosegregation resulting from fluid motion induced by an unstable density inversion. Localized and global species redistribution was predicted in each of 3 simulations, which examined the effects of mushy zone permeability and cooling rate. Localized segregation in the form of freckle segregates, which were composed of eutectic material surrounded by large compositional gradients, was linked to discrete channels that existed in the mushy zone prior to its complete solidification. The channels acted as paths of least resistance for the transport of interdendritic fluid into the overlying bulk liquid. Freckles were most pronounced for the more permeable mushy zone, while conduction dominated solidification, which occurred over the longest interval for the case involving the largest cooling rate, inhibited freckle formation. Due to the rejection of solute deficient (less dense) fluid from the mushy zone via the channels, normal segregation associated with axial variations in the average composition of the solid was also predicted.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01589972
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