Phenomenological studies of hot tearing during solidification of magnesium alloys
Notice bibliographique
Résumé
There is a renewed interest in magnesium alloys in the automotive industry. Magnesium alloys are ~35% lighter than aluminum and ~80% lighter than steel. As a result, incorporation of magnesium alloy castings in new vehicles plays a critical role in reducing the overall vehicle weight and increasing the vehicle’s fuel efficiency. Magnesium alloys processed via permanent mold casting (PMC) show a high susceptibility to hot tearing. While several techniques are used to relieve hot tearing (e.g., preheating of molds, grain refinements or elimination of sharp features in part design), the underlying mechanisms responsible for hot tearing remain unclear. In the case of magnesium alloys, limited work has been carried out to advance the fundamental understanding of hot tearing. This research investigated the influence of alloy microstructure, casting solidifications and casting stresses on the onset of hot tearing in AZ91D and AE42 magnesium alloys. A novel approach to determine casting stresses using neutron diffraction was implemented. A custom design permanent mold was used to manipulate the cooling rate of a casting and enusing susceptibility to hot tearing. The results indicate that the mold temperature had a profound influence on the nucleation of hot tears. When the cooling rate of AZ91D casting reached ~15.1 °C/s (210 °C mold temperature), the fraction solids development was sufficiently fast to prevent adequate long-range interdendritic feeding of the casting. As a result, shrinkage porosity formed. Shrinkage porosity forming at a location of a stress concentration provided a nucleation site for a hot tear. The stress required to open a shrinkage pore into a hot tear at the stress concentration was ~8 – 12 MPa. Increasing the mold temperature of 250 °C decreased the cooling rate, improved interdendritic feeding of the casting, decreased solidification shrinkage and decreased the magnitude of tensile stresses developing in the casting. In the case of the AE42 alloy, interdendritic feeding of liquid was hindered by the A1xREY intermetallic compounds blocking the interdendritic paths. Further, the presence of acicular A111RE3 phase pinning the grain boundaries decreased the ductility of the AE42 alloy. As a result, a very slow casting cooling rate (~ 7.7 °C/s) was required to prevent the nucleation of hot tears. For higher cooling rates, hot tears nucleated at locations of stress concentrations and propagated along interdendritic regions and grain boundaries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».