No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Hệ thống thí nghiệm được bố trí như trên hình 3.7, hợp kim lỏng có nhiệt độ rót (x1) được rót lên bề mặt máng nghiêng ở các chiều dài rót khác nhau (x2), máng nghiêng được làm bằng thép không gỉ có thể điều chỉnh ở các góc nghiêng (x3), hệ thống nước làm nguội được bố trí ở dưới máng. Đầu ra của máng được thu bởi cốc hứng có đường kính ngoài 65 mm chiều cao 130 mm, cốc hứng được đặt trong lò ủ có nhiệt độ 550 oC, được giữ nhiệt trong vòng 5 phút, sau đó làm nguội nhanh bằng nước.
Phôi thu được trong quá trình thí nghiệm (hình 3.21) được cắt bằng máy cắt dây với kích thước 1x1x1,5 cm tại ví trí tâm phôi (hình 3.22), sau đó được mài thô, mài tinh, đánh bóng và tẩm thực bằng dung dịch 0,5 %HF, để chụp ảnh tổ chức tế vi trên kính hiển vi quang học (AXIO-A2M, tại phòng thí nghiệm Vật liệu, HVKTQS). Hệ số hình dạng và kích thước của hạt được phân tích trên ảnh chụp tế vi bằng phần mềm phân tích ảnh ImageJ (Image Processing and Analysis in Java). Hai thông số được đánh giá là đường kính hạt trung bình (d) và hệ số hình dạng (Sf) như được trình bày trong mục 3.3.5.
Hình 3.21. Mẫu đúc ở dạng phôi Hình 3.22. Mẫu đúc sau cắt dây Trongnghiên cứu này, thông số hợp lý cho quá trình đúc trên mángnghiên cứu này, thông số hợp lý cho quá trình đúc trên máng nghiên cứu này, thông số hợp lý cho quá trình đúc trên máng
nghiêng được xác định bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đáp ứng bề mặt (RSM). Bước đầu tiên của phương pháp RSM là tìm ra xấp xỉ phù hợp với quan hệ giữa các biến đầu ra và các biến đầu vào. Thông thường ta sử dụng đa thức bậc 2 để thể hiện mối quan hệ này. Đa thức hồi quy bậc hai cho n biến đầu vào có dạng như sau:
y= b 0 + b
j x j
trong đó y là giá trị đáp ứng của thực nghiệm, 0 là hằng số. Còn , , lần lượt là hệ số tuyến tính, hệ số bậc 2 và hệ số kép, và là các biến độc lập của thực nghiệm.
3.4.2. Kết quả thực nghiệm
Hình 3.23 và 3.24 trình bày kết quả của thí nghiệm số 3 và số thí nghiệm số 5, kết quả thu được của 20 thực nghiệm đươc trình bày trong phần phụ lục, thực nghiệm được thực hiện với các thông số nêu trong bảng 3.3. Tổ chức tế vi của mỗi thực nghiệm có sự khác nhau, đa số cho tổ chức tế vi dạng cầu rõ rệt, song vẫn còn các hạt rất nhỏ dạng nhánh cây xen kẽ bên trong tổ chức cầu hoá thu được. Các hạt nhánh cây đó là pha rắn thứ cấp (secondary solid phase), tạo thành trong quá trình kết tinh khi hỗn hợp bán lỏng được làm nguội nhanh trong cốc hứng. Nghiên cứu đã phân tích kích thước hạt trung bình và hệ số hình dạng của hạt từ ảnh tế vi, kết quả trong bảng 3.3.