Nghiên cứu nguyên nhân nứt nóng phôi đúc nhôm AA3003 trong đúc bán liên tục

Bài viết Nghiên cứu nguyên nhân nứt nóng phôi đúc nhôm AA3003 trong đúc bán liên tục tập trung phân tích thành phần hóa học của các phối liệu cũng như kết hợp với phân tích số liệu ANOVA để đánh giá ảnh hưởng của các nguyên tố có hại đến khả năng nứt nóng của hợp kim AA3003 đúc bằng phương pháp bán liên tục.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu nguyên nhân nứt nóng phôi đúc nhôm AA3003 trong đúc bán liên tục Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 29 Nghiên cứu nguyên nhân nứt nóng phôi đúc nhôm AA3003 trong đúc bán liên tục Research on causes of hot-tearing of AA3003 aluminum billet during DC casting process ĐÀO HỒNG BÁCH1,*, TRỊNH VĂN TRUNG1 1. Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội *Email: bach.daohong@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 26/2/2021, Ngày duyệt đăng: 8/4/2021 TÓM TẮT Hợp kim nhôm biến dạng AA3003 chế tạo từ nguồn nguyên liệu tận dụng phế liệu đang được sử dụng hiệuquả về mặt kinh tế nhưng cũng thường xảy ra hiện tượng nứt nóng ở các phôi sản phẩm của quá trình đúc bánliên tục. Đã sử dụng phương pháp ANOVA để phân tích thành phần hóa học của các sản phẩm phôi nhômAA3003 nhằm xác định ảnh hưởng của các nguyên tố tới khả năng nứt nóng. Các kết quả phân tích tổ chức tếvi và phân bố thành phần hóa học của các nguyên tố bằng các thiết bị hiển vi quang học và hiển vi điện tử quétkết hợp với đầu dò phân tán năng lượng cho thấy sự tồn tại các tạp chất như Cu, Zn, Fe, Pb vượt ngưỡng giớihạn cho phép trong phôi nhôm đặc biệt là ở biên giới hạt có thể là nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng nứtnóng của các phôi nhôm đúc. Từ khóa: Hợp kim nhôm AA3003, nứt nóng, đúc bán liên tục, ANOVA. ABSTRACT AA3003 aluminum alloy made from raw scrap materials that have the advantage of economical use, but hot-tearing often occurs in the product billets of the direct chill casting process. This study used ANOVA analysismethod for determination of chemical composition of AA3003 aluminum billet products to show influence of chem-ical composition on hot-tearing ability. The evaluation of the microstructure and chemical composition distributionof the elements by optical and scanning electron microscopes combined with energy dispersive spectroscopyshowed the existence of impurities such as Cu, Zn, Fe, Pb exceeding the allowable limit in aluminum billets, espe-cially at grain boundary, which can be the main reason for the hot-tearing of cast aluminum billets. Keywords: AA3003 aluminium alloy, hot-tearing, direct chill casting, ANOVA.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hợp kim nhôm biến dạng, đặc biệt là hệ Al-Mnví dụ như AA3003, được sử dụng nhiều để chếtạo đồ gia dụng như nồi, niêu, xoong, chảo,…Các nhà máy thường tận dụng dây nhôm phế liệuđể chế tạo hợp kim nhôm. Quy trình nấu luyện vàđúc rót bán liên tục tiến hành theo quy trình trênhình 1. Hình 1. Quy trình chế tạo sản phẩm nhôm trong Do quy trình nấu và tinh luyện chưa thực sự đúc bán liên tụcbảo đảm, từ khâu lựa chọn phối liệu đến kiểm soátthành phần hóa học trong quá trình công nghệ,nên tại nhà máy Sunhouse thường xuyên xảy ra thường xuyên xảy ra với tỉ lệ 10-20 % phôi sauhiện tượng nứt nóng phôi. đúc (hình 2). Dây chuyền đúc phôi nhôm thường nhập khẩu Các nghiên cứu cho thấy, nguyên nhân xảy ratừ Trung Quốc và không có quy trình công nghệ hiện tượng nứt nóng có thể là do các tạp chất cóđầy đủ. Hiện tượng nứt nóng dọc phôi nhôm hại như Fe, Cu, Mg, Zn, và Pb vượt quá giới hạnTAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI . Số 95 . tháng 4/2021 Journal of Science and Technology of30 Công trình nghiên cứu Bảng 1. Thành phần hóa học của nguyên liệu và hợp kim AA3003 cần đúc của nhà máy Vật liệu Al Cu Fe Mn Si Zn Các nguyên tố khác AA3003 96,7- 99 0,05-0,2 0,7 max 1-1,5 0,6 max 0,1 max Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 31 Bảng 2. Kết quả phân tích ANOVA về thành phần hóa học của phôi sản phẩm Giá trị dưới của Giá trị trên của Giá trị giới hạn Nguyên tố Giá trịTrung bình Độ lệch chuẩn(SD) khoảng tin cậy, 5 % khoảng tin cậy, 5 % cho phép Cu 0,1745 0,0301 0,1520 0,1970 0,05-0,2 Fe 0,5828 0,2993 0,4518 0,7138 0,7 max Mn 0,3543 0,0465 0,3134 0,3952 1-1,5 Si 0,3539 0,2320 0,2777 0,4301 0,6 max Zn 0,3624 0,1641 0,2377 0,4871 0,1 max Pb 0,1386 0,0991 0,0927 0,1845 Journal of Science and Technology of32 Công trình nghiên cứuHình 4. So sánh thàn ...