Effect of melt pouring rate and height on solidification, microstructure and mechanical properties of A356 aluminium alloy casted via cooling slope

ABSTRACT

Experimental investigations encompass the effect of melt pouring rate and melt pouring height on solidification, microstructure and mechanical properties of A356 aluminium alloy aimed at semisolid casting via cooling slope. Melt pouring rate with melt pouring height ensure about necessary amount of solidification with required shear for generating semisolid slurry. Moderate melt pouring rate of 0.025 kg s⁻¹ with melt pouring height of 0.2 m brings quite a modest solidification which would absolutely contribute toward enhanced overall (microstructural/mechanical) properties aimed at semisolid casting. Because pretty smaller melt pouring rate/height would cause less shearing, however, bigger melt pouring rate/height has a coarsening effect (which opposes grain refinement) resulting from coalescence/agglomeration of neighbouring dendrite arms and Ostwald ripening owing to increasing diffusion in liquid. It results in inferior overall (microstructural/mechanical) properties with exceedingly undesirable and adverse challenges in semisolid casting. As, during treatment escaping/retaining of gases, waste metals alongside alloy elements occurs. Because smaller melt pouring rate/height lets alloy elements escape hence decreases strength and vice-versa. Furthermore, smaller melt pouring rate/height also lets gases alongside waste metals escape hence enhances strength and vice-versa. Hence, moderate parameter intensities for semisolid casting ensure solution to perplexity.

Les investigations expérimentales englobent l’effet de la vitesse et de la hauteur de coulée du bain sur la solidification, la microstructure et les propriétés mécaniques de l’alliage d’aluminium A356 destiné à la coulée semi-solide via une pente de refroidissement. La vitesse ainsi que la hauteur de coulée du bain assurent la quantité de solidification nécessaire avec le cisaillement requis pour engendrer un coulis semi-solide. Une vitesse modérée de 0.025 kg/s, avec une hauteur de coulée du bain de 0.2 m, apporte une solidification plutôt modeste ce qui contribuerait absolument à améliorer les propriétés globales (microstructurales/mécaniques) destinées à la coulée semi-solide. Une vitesse plutôt petite et une hauteur plus faible de coulée du bain résulteraient en moins de cisaillement, mais une plus grande vitesse et une hauteur plus élevée de coulée du bain ont un effet de grossissement (ce qui oppose l’affinement de grain) résultant de la coalescence/agglomération des branches dendritiques voisines et de la maturation d’Ostwald en raison de l’augmentation de la diffusion dans le liquide. Ceci a pour résultat des propriétés globales (microstructurales/mécaniques) inférieures avec des défis extrêmement indésirables et défavorables dans la coulée semi-solide Pendant le traitement, il se produit une fuite/rétention de gaz, et des déchets métalliques avec les éléments d’alliage. Parce qu’une plus petite vitesse/hauteur de coulée du bain laisse s’échapper les éléments d’alliage, donc, diminue la résistance, et vice-versa. De plus, une plus petite vitesse/hauteur de coulée du bain laisse également les gaz s’échapper avec les déchets métalliques et donc améliore la résistance et vice-versa. En conséquence, des intensités de paramètre modérées pour la coulée semi-solide assurent une solution à la perplexité.

KEYWORDS:

• Melt pouring rate
• melt pouring height
• solidification
• microstructure
• mechanical properties
• A356 alloy
• semisolid castings
• cooling slope

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

The financial support received from Ministry of Mines, TIFAC and DST is gratefully acknowledged.