8. Bố cục của luận án
2.1. Trạng thái xúc biến của hợp kim bán lỏng
2.1.2. Quan điểm vĩ mô
a) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Đầu tiên, nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tổ chức tế vi thông qua tỷ phần pha lỏng, mà tỷ phần pha lỏng ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của hợp kim bán lỏng. Nói cách khác, độ nhớt của hợp kim bán lỏng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ giữ nhiệt trong vùng bán lỏng, xảy ra đồng thời hai quá trình: (1) quá trình tan chảy của các hạt pha rắn làm tỷ phần pha lỏng tăng lên và tỷ phần pha rắn giảm xuống dẫn đến độ nhớt giảm, (2) thúc đẩy hiện tượng nuốt hạt (ostwald ripening) và hợp nhất (coalescence) các hạt
làm kích thước hạt gia tăng kéo theo độ nhớt tăng lên. Do đó đặc tính xúc biến của vật liệu phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ [63].
b) Thiên tích pha lỏng
Khi hợp kim bán lỏng tạo hình, áp suất không đồng đều trong pha lỏng là nguyên nhân chính tạo nên dòng chảy của pha lỏng (mạnh hay yếu tùy thuộc vào độ chênh của áp suất) và là nguyên nhân dẫn đến sự thiên tích của pha lỏng trong quá trình tạo hình. Hiện tượng đó có thể được so sánh với việc bóp chặt miếng bọt biển ngấm nước và còn được gọi là hiệu ứng “bọt biển” [61]. Nó tạo ra sự thiên tích của pha lỏng dẫn đến sự không đồng nhất cơ tính. Hơn nữa, có thể dẫn đến tỷ phần chất lỏng cao ở những phần thành mỏng, rãnh hẹp (vị trí tập trung tỷ phần pha lỏng cao), có thể gây ra các hiện tượng co ngót, rỗ xốp, v.v., trong quá trình tạo hình bán lỏng tại các vị trí này.
c) Độ thay đổi tỷ phần pha lỏng theo nhiệt độ
Là độ thay đổi tỷ phần pha lỏng theo nhiệt độ ở tỷ phần pha lỏng quy chiếu là 0,5. Độ thay đổi này càng nhỏ càng tốt. Theo tài liệu [50], độ thay đổi tỷ phần pha lỏng theo nhiệt độ được tính bằng dfl
dT < 0,015 K
-1. D. Liu [76] cũng đưa ra khoảng nhiệt độ làm việc tối thiểu là khoảng nhiệt độ giữa điểm có tỷ phần pha lỏng 0,3 và điểm nhiệt độ có tỷ phần pha lỏng 0,5 tối thiểu là 6 oC. Điều này là cần thiết bởi vì trong hệ thống gia nhiệt cho phôi phần bên ngoài được làm nóng trước và sau đó mới được dẫn vào bên trong. Quá trình này diễn ra trong một khoảng thời gian hữu hạn và trong khoảng thời gian này nhiệt độ bên ngoài của chi tiết vẫn tăng lên. Nếu tỷ phần chất lỏng ở phía ngoài lớn hơn 0,5 thì có khả năng kim loại bắt đầu bị chảy lỏng và nhỏ giọt ra bên ngoài (hiện tượng chân voi). Trong khi đó nhiệt độ tại tâm không đạt đến mức tỷ phần pha lỏng mong muốn (tức là tỷ phần pha lỏng > 0,3).