1. Factores Macroscopici ad Formationem Fissurarum Contribuentes
1.1 In fusione semicontinua, aqua refrigerans directe in superficiem massae metallicae spargitur, gradientum temperaturae praeruptum intra massam metallicam creat. Hoc contractionem inaequalem inter diversas regiones efficit, mutuam cohibitionem efficiens et tensiones thermicas generans. Sub certis campis tensionis, hae tensiones ad fissuras massae metallicae ducere possunt.
1.2 In productione industriali, fissurae in massa metallica saepe in primo stadio fusionis fiunt vel originem trahunt ut microfissurae quae postea propagantur durante refrigeratione, fortasse per totam massam metallicam diffundentes. Praeter fissuras, alia vitia, ut clausurae frigidae, deformationes, et suspensio, etiam in primo stadio fusionis oriri possunt, ita ut phasis critica in toto processu fusionis fiat.
1.3 Susceptibilitas fusionis directae refrigeratae ad fissuras calidas significanter afficitur a compositione chemica, additionibus mixturae principalis, et quantitate purificatorum granorum adhibitorum.
1.4 Sensibilitas fissurarum calidarum mixturarum metallicarum praecipue debetur tensionibus internis quae formationem vacuorum et fissurarum inducunt. Formatio et distributio earum determinantur elementis mixturae, qualitate metallurgica liquefactionis, et parametris fusionis semi-continuae. Speciatim, massae magnae magnitudinis mixturarum aluminii seriei 7xxx fissuris calidis ob multiplicia elementa mixturae, latas extensiones solidificationis, altas tensiones fusionis, segregationem oxidationis elementorum mixturae, qualitatem metallurgicam relative malam, et formabilitatem humilem temperatura ambiente obnoxiae sunt.
1.5 Studia demonstraverunt campos electromagneticos et elementa mixturae (inter quae granorum purificatores, elementa mixturae maiora, et elementa vestigialia) microstructuram et susceptibilitatem fissurarum calidarum mixturarum seriei 7xxx semicontinue fusarum significanter afficere.
1.6 Praeterea, propter compositionem complexam mixturae aluminii 7050 et praesentiam elementorum facile oxidabilium, massa fusa plus hydrogenii absorbere solet. Hoc, cum inclusionibus oxidi coniunctum, ad coexistentiam gasis et inclusionum ducit, unde magna hydrogenii copia in massa fusa oritur. Copia hydrogenii factor clavis factus est qui eventus inspectionis, mores fracturae, et effectus lassitudinis materiarum massarum tractatarum afficit. Ergo, propter mechanismum praesentiae hydrogenii in massa fusa, necesse est ut media adsorptionis et apparatus filtrationis-refinationis adhibeantur ad hydrogenium et alias inclusiones e massa fusa removendas, ut massa fusa valde purificata obtineatur.
2. Causae Microscopicae Formationis Fissurarum
2.1 Fissurae calidae in lingote imprimis determinantur a celeritate contractionis solidificationis, celeritate alimentationis, et magnitudine critica zonae mollis. Si magnitudo zonae mollis limen criticum excedit, fissurae calidae fiet.
2.2 Generaliter, processus solidificationis mixturarum metallorum in plures gradus dividi potest: alimentatio in massa, alimentatio interdendritica, separatio dendritarum, et pontes dendritarum.
2.3 Per stadium separationis dendritarum, brachia dendritarum artius compacta fiunt et fluxus liquidi tensione superficiali cohibetur. Permeabilitas zonae mollis reducitur, et sufficiens contractio solidificationis et tensio thermalis ad microporositatem vel etiam fissuras calidas ducere potest.
2.4 In stadio pontem dendritarum formandi, parva tantum liquidi quantitas in iuncturis triplicibus remanet. Hoc loco, materia semisolida firmitatem et plasticitatem considerabilem habet, et reptatio status solidi solus mechanismus est ad contractionem solidificationis et tensionem thermalem compensandam. Hi duo stadia maxime probabile est ad formandas vacuas contractionis vel fissuras calidas.
3. Praeparatio Lingotorum Laminarum Altae Qualitatis Fundata in Mechanismis Formationis Fissurarum
3.1 Lingolae laminares magnae magnitudinis saepe fissuras superficiales, porositatem internam, et inclusiones exhibent, quae graviter modum mechanicum durante solidificatione mixturae metallicae afficiunt.
3.2 Proprietates mechanicae mixturae metallorum durante solidificatione magnopere pendent ex proprietatibus structurae internae, inter quas magnitudo granorum, contentum hydrogenii, et gradus inclusionis.
3.3 In mixturis aluminii cum structuris dendriticis, spatium inter brachia dendritica secundaria (SDAS) et proprietates mechanicas et processum solidificationis significanter afficit. SDAS subtilior ad formationem porositatis citius et fractiones porositatis maiores ducit, tensionem criticam pro fissuris calidis minuens.
3.4 Vitia, ut inania et inclusiones ex contractione interdendritica, firmitatem sceleti solidi graviter debilitant et tensionem criticam, quae ad fissuras calidas requiritur, insigniter minuunt.
3.5 Morphologia granorum est alius factor microstructuralis criticus qui mores fissurarum calidarum afficit. Cum grana a dendritis columnaribus ad grana globosa aequiaxa transeunt, mixtura ostentat temperaturam rigiditatis inferiorem et permeabilitatem liquidi interdendritici meliorem, quae incrementum pororum reprimit. Praeterea, grana subtiliora maiores deformationes et taxas deformationis accommodare possunt et vias propagationis fissurarum complexiores exhibere, ita inclinationem generalem fissurarum calidarum minuentes.
3.6 In productione practica, optimizatio tractationis fusionis et artium fundendi — velut stricta inclusionis et hydrogenii contenti moderatio, necnon structurae granorum — resistentiam internam massarum lignearum contra fissuras calidas augere potest. Cum designatione instrumentorum et methodis processus optimizatis coniunctae, hae mensurae ad productionem massarum lignearum lignearum magni proventus, magnae scalae, et altae qualitatis ducere possunt.
4. Refinatio Grani Lingoti
Duo genera granorum refinatorum ex mixtura aluminii 7050 adhibentur imprimis: Al-5Ti-1B et Al-3Ti-0.15C. Studia comparativa de applicatione in linea horum refinatorum ostendunt:
4.1 Massae Al-5Ti-1B refinatae grana multo minora et transitum a margine massae ad centrum aequabiliorem exhibent. Stratum granorum crassorum tenuius est, et effectus refinationis granorum totus per massam validior est.
4.2 Cum materiae primae antea cum Al-3Ti-0.15C purificatae adhibentur, effectus refinationis granorum Al-5Ti-1B minuitur. Praeterea, aucta additio Al-Ti-B ultra certum punctum refinationem granorum proportionaliter non auget. Ergo, additiones Al-Ti-B ad non plus quam 2 kg/t limitandae sunt.
4.3 Massae Al-3Ti-0.15C refinatae plerumque ex granis tenuibus, globosis, aequaxis constant. Magnitudo granorum per latitudinem laminae relative uniformis est. Additio 3-4 kg/t Al-3Ti-0.15C efficax est ad qualitatem producti stabiliendam.
4.4 Notandum est, cum Al-5Ti-1B in mixtura 7050 adhibetur, particulae TiB₂ sub condicionibus refrigerationis rapidae segregari solent versus pelliculam oxidi in superficie massae metallicae, coacervationes formantes quae ad formationem scoriae ducunt. Dum massa solidificatur, hae coacervationes introrsum contrahuntur ad plicas sulcorum similes formandas, tensionem superficialem massae fusae mutantes. Hoc viscositatem massae fusae auget et fluiditatem minuit, quae vicissim formationem fissurarum in basi formae et angulis superficierum latarum et angustarum massae metallicae promovet. Hoc inclinationem fissurarum significanter auget et negative in reditum massae metallicae influit.
4.5 Consideratis rationibus formationis mixturae 7050, structura granorum similium massarum domesticarum et internationalium, et qualitate productorum finalium processorum, Al-3Ti-0.15C praefertur ut purificator granorum in linea ad fundendam mixturam 7050 — nisi condiciones specificae aliter postulent.
5. Modus Refinationis Granorum Al-3Ti-0.15C
5.1 Cum purificator granorum ad 720°C additur, grana ex structuris aequaxis praesertim cum quibusdam substructuris constant et magnitudine optima sunt.
5.2 Si liquefactio nimis diu post additionem refineratoris retinetur (e.g., ultra decem minuta), crassa dendritica incrementum dominatur, quod grana crassiora efficit.
5.3 Cum quantitas addita purificatoris grani 0.010% ad 0.015% est, grana subtilia aequaxia obtinentur.
5.4 Secundum processum industrialem mixturae 7050, optimae condiciones refinationis granorum sunt: temperatura additionis circa 720°C, tempus ab additione ad solidificationem finalem intra 20 minuta moderatum, et quantitas refinatoris circiter 0.01–0.015% (3–4 kg/t Al-3Ti-0.15C).
5.5 Quamvis magnitudinis massae lingotis variet, tempus totum ab additione purificatoris grani post exitum liquefacti, per systema in linea, alveum, et formam, ad solidificationem finalem typice XV-XX minuta est.
5.6 In ambitu industriali, aucta quantitate purificatoris granorum ultra Ti contentum 0.01% purificationem granorum significanter non emendat. Potius, nimia additio Ti et C locupletat, probabilitatem vitiorum materiae augens.
5.7 Experimenta in variis punctis — introitu degasis, exitu degasis, et alveo fusorio — minimas differentias in magnitudine granorum ostendunt. Attamen, additio purificatoris directe ad alveum fusorium sine filtratione periculum vitiorum auget durante inspectione ultrasonica materiarum processarum.
5.8 Ad aequabilem granorum purificationem curandam et accumulationem purificatoris vitandam, purificator granorum ad introitum systematis degassificationis addi debet.
Tempus publicationis: XVI Iul. MMXXXV
