8. Bố cục của luận án
2.3. Các thông số ảnh hưởng đến độ nhớt khi tạo hình xúc biến
2.3.3. Hình thái pha rắn
Hình thái của pha rắn tác động rõ rệt lên ứng xử dòng chảy của kim loại bán lỏng [35]. Thấy rằng tổ chức tế vi dạng nhánh cây với cùng tỷ phần pha rắn sẽ có trở kháng biến dạng cao hơn tổ chức tế vi dạng cầu dạng cầu [67]. Trên thực thế các hạt hình cầu di chuyển dễ dàng hơn các hạt có dạng nhánh cây [13], [31]. Ngoài ra, các nghiên cứu về SSP chỉ ra, chính tổ chức phi nhánh cây biểu hiện các đặc điểm lưu biến rõ rệt như giả dẻo và xúc biến. Vì vậy, nghiên cứu về hình thái của hạt trong ứng xử lưu biến không chỉ có giá trị khoa học mà còn từ quan điểm công nghệ, nó có tầm quan trọng trong việc phát triển công nghệ SSP.
Mặc dù một số nghiên cứu thực nghiệm đã được thực hiện để tìm ra sự tương quan giữa giữa hình thái của pha rắn với đặc điểm lựu biến ([71], [22]), vẫn chưa có mô hình lý thuyết nào mô tả ảnh hưởng của hình thái hạt đến hành
vi dòng chảy của hợp kim bán lỏng. Tuy nhiên cũng đã có các mô hình thực nghiệm đơn giản với các tham số được xác định để mô tả các đặc điểm lưu biến của hợp kim bán lỏng với các hình thái hạt rắn khác nhau [31]. Lashkari và cộng sự [71] đã chỉ rõ ảnh hưởng của hình thái hạt đối với đặc tính dòng chảy của hỗn hợp bán lỏng, thông qua độ tròn của các hạt α-Al với hệ hợp kim trước cùng tinh Al-Si. Ứng xử phi Newton của phôi bán lỏng được giả định và mô
n
hình là hàm mũ phi Newton, =m( )
lưu biến của hợp kim bán lỏng. Mô hình này thể hiện sự thay đổi độ nhớt, ứng suất cắt và tốc độ cắt trong phương trình (2.6).
Hình 2.8. Ảnh hưởng của độ tròn hạt α-Al đến chỉ số m và n [71] Hình 2.8 thể hiện mối quan hệ giữa m và n trong phương trình (2.6) với độ tròn của hạt α-Al. Mối quan hệ giữa m và n và độ tròn của hạt được mô tả bởi các phương trình sau:
n = 0,97 – 0,255 ( AR ) với 1,5 < AR < 1,7
m = 10
(1,85−4,9 AR )
Trong đó AR là độ tròn hay tỷ lệ hình dạng của hạt, được định nghĩa đơn giản là tỷ lệ của chiều dài nhất của đường kính feret trên chiều ngắn nhất của đường kính feret. Đường kính Feret được định nghĩa là khoảng cách giữa hai tiếp tuyến song song ở mỗi phía của một hạt.