Su soğutmalı döner disk atomizasyonuyla üretilen AA 2014 alaşımı tozlarının soğuma hızına atomizasyon parametrelerinin etkisi

Özet

Bu çalışmada su soğutmalı kanatçıklı döner disk kullanılarak hızlı katılaştırılmış AA 2014 alaşım tozları üretildi. Disk malzemesi olarak bakır ve paslanmaz çelik kullanıldı ve soğutma suyu sıcaklıktan 0°C ve 18°C olarak alındı. Disk malzemesi, disk hızı, sıvı metal aşırı ısıtma miktarı ve soğutma suyu sıcaklığının üretilen tozların mikroyapı ve soğuma hızlarına etkileri incelendi. Üretilen tozların mikroyapıları hücresel olup, artan toz boyutuyla hücresel-dendritik yapıya dönüşmektedir. Bakır disk ve 0 °C soğutma suyu sıcaklığında üretilen tozların soğuma hızlarının daha yüksek olduğu ve 0°C'deki su ile soğutulan bakır disk kullanılarak üretilen 25 $mu m$ boyutundaki tozun soğuma hızı 1,01x$10^6$ K/s olurken, aynı disk ve toz boyutu için $mu m$'lik soğutma suyu sıcaklığında soğuma hızı 9,02x$10^5$ K/s olduğu tespit edildi. Paslanmaz çelik disk kullanılarak yapılan atomizasyonda 18°C'lik soğutma suyu sıcaklığında ve 25 $mu m$ toz boyutu için soğuma hızı 4,08x$10^5$ K/s olarak hesaplandı. Ayrıca, soğuma hızının artan aşırı ısıtma miktarıyla azaldığı ve artan disk dönme hızıyla arttığı gözlendi.

Abstract

In this study, water cooled finned type rotating disc unit was used to produce rapidly solidified AA 2014 alloy powders. Copper and stainless steel were used as disc material and the temperature of the cooling water was 0°C and 18°C. Effect of the production parameters such as disc material, cooling water temperature, superheat of liquid metal and disc speed on the microstructure and the cooling rate of the powders have been investigated. Microstructure of the produced powders was cellular and changed to cellular-dendritic microstructure with increasing powder size. Cooling rate of the powders produced using copper disc and 0 °C cooling water temperature was higher than that of stainless steel and 18°C cooling water temperature. Cooling rate of $mu m$ size powder produced by copper disc was 1,01x$10^6$ K/s and 9,02x$10^5$ K/s for 0 °C and 18 °C cooling water temperatures respectively. With the stainless steel the cooling rate was 4,08x$10^5$ K/s for 18 °C cooling water temperature. Itwas also found that the cooling rate of the powders were increased with decreasing superheat of the liquid metal and increasing disc rotating speed.