In this study, effect of temperature and time on melt-out of 25wt% Al-alloyed ductile iron has been investigated. The oxidation tests were carried out in a tube furnace at $800^\circC$, $930^\circC$, and $1000^\circC$ for lh, 5h, 10h, 50h. The microstructure, microhardness, and $Al_2O_3$ layer of oxidation-treated 25wt% Al-alloyed ductile iron samples (10 x 10 x 10 mm) were investigated. Phase identification was performed by X-ray diffraction(XRD) and EDS. The oxidation-treated 25wt% Al-alloyed ductile iron samples at $930^\circC$ for lh, 5h, 10h and KS GCD 500 were used for melt-out test in an Al alloy melt. The melt-out test results showed that oxidation tested sample at $930^\circC$ for 5h which on the whole forms $2-3\mum$$Al_2O_3$ layer showed lowest melt-out depth. It was observed showed that appropriate Al203 layer can affect melt-out behaviors.
고체추진제의 연소가 진행될 때, 고체상에서 액체상으로, 액체상에서 기체상으로의 상변화가 일어난다. 이 때 추진제 표면에서는 액체상, 기체상이 동시에 존재하게 된다. 액체상과 기체상의 중간에서는 액체상과 기체상의 혼합으로 인하여 거품이 형성되는데, 이 구간을 용융층(Melt Layer)이라고 한다. 용융층의 윗부분, 즉 액체상과 기체상 사이에는 연소면(Burning Surface)이 존재한다. 일반적으로 고체추진제가 연소될 때 생성되는 용융층의 두께는 1기압에서 약 1마이크론 정도이다. 본 연구에서는 물리적인 상변화 현상을 상방정식을 이용하여 액체에서 기체로의 상변화 현상을 모사하였다. 이를 통하여 연소면의 두께, 형성과 전파를 모사하였다.
Transcribability of pit or land groove structures in replicating an optical disk substrate greatly affects the performance of a high-density optical disk. However, a solidified layer, generated during the polymer filling, deteriorates transcribability because the solidified layer prevents the polymer melt in filling the sub-micro patterns. Therefore, the development of the solidified layer during filling stage of injection molding must be delayed. For this delay, passive heating by insulation layer has been used. In the present study, to examine the development of the solidified layer delayed by passive heating, the flow of polymer melt with passive heating was analyzed. Passive heating markedly delayed the development of the solidified layer, reduced the viscosity of the polymer melt, and increased the fluidity of the polymer melt in the vicinity of the stamper surface with the sub-micro patterns. As a result, we predict that passive heating can improve transcribability of an optical disk substrate. To verify our prediction, we fabricated an optical disk substrate by using passive heating of a mold and measured the transcribability.
Transcribability of pit or land groove structures in replicating an optical disk substrate greatly affects the performance of a high-density optical disk. However, a solidified layer, generated during the polymer filling, deteriorates transcribability because the solidified layer prevents the polymer melt from filling the sub-micro patterns. Therefore, the development of the solidified layer during filling stage of injection molding must be delayed. For this delay, passive heating by insulation layer has been used. In the present study, to examine the development of the solidified layer delayed by passive heating, the flow of polymer melt with passive heating was analyzed. Passive heating markedly delayed the development of the solidified layer, reduced the viscosity of the polymer melt, and increased the fluidity of the polymer melt in the vicinity of the stamper surface with the sub-micro patterns. As a result, we predict that passive heating can improve transcribability of an optical disk substrate. To verify our prediction, we fabricated an optical disk substrate by using passive heating of a mold and measured the transcribability of an optical disk substrate.
The effects of casting condition and hot melt glue during Lost Foam Casting were investigated on the fluidity of Al alloy melt. The fluidity increased linearly with increasing pouring temperature in thick castings but non-linearly in thin casting due to the difference in main heat flow direction. The metal flow velocity was in range of $0.5{\sim}2.7$ cm/s in no evacuation condition and the minimum value of it was measured after the melt flow through the hot melt barrier. The mold evacuation improved the metal flow velocity by around $0.5{\sim}1$ cm/s. And the reaction zone layer thickness was about 1 cm in no-evacuation conditions but about 0.6 cm in mold evacuation condition of 710 torr due to the easier removal of pyrolsis product of EPS. And hot melt barrier thickness of 0.6 mm increased the reaction zone layer thickness up to about 2.5 cm. The fluidity decreased remarkably with an enlarged thickness of hot melt due to a lot of pyrolysis products.
Selective laser melting (SLM) can produce a layer of a metal powder and then fabricate a three-dimensional structure by a layer-by-layer method. Each layer consists of several lines of molten metal. Laser parameters and thermal properties of the materials affect the geometric characteristics of the melt pool such as its height, depth, and width. The geometrical characteristics of the melt pool are determined herein by optical microscopy and three-dimensional bulk structures are fabricated to investigate the relationship between them. Powders of the commercially available Fe-based tool steel AISI H13 and Ni-based superalloy Inconel 738LC are used to investigate the effect of material properties. Only the scan speed is controlled to change the laser parameters. The laser power and hatch space are maintained throughout the study. Laser of a higher energy density is seen to melt a wider and deeper range of powder and substrate; however, it does not correspond with the most highly densified three-dimensional structure. H13 shows the highest density at a laser scan speed of 200 mm/s whereas Inconel 738LC shows the highest density at 600 mm/s.
The experiment of hot dip interaction tests was carried out in order to study the formation behavior of interfacial reaction layer between as-received STD61 hot work tool steel and a commercial pure aluminum melt, Al-xwt.%Fe(x=0.2, 0.5, 0.8 and 1.1) alloys melt and Al-xwt.%Si(x=1.0, 4.0, 7.0 and 10.0) alloys melt, respectively. The results show that the reaction layer, over 300 ${\mu}m$ in thickness, is easily formed by the dissolution of silicon from as-received tool steel. When the iron content in the aluminum alloy is higher than 1.1 wt.%, the thickness of reaction layer decreases below 180 ${\mu}m$ by preventing iron dissolution from the tool steel. The silicon dissolved from tool steel acts as a strong promoter on the formation of reaction layer, but the alloyed silicon in molten aluminum alloys acts as an inhibitor on the formation of reaction layer.
${\beta}$-SiC formation mechanism in Si melt-C-SiC system with varying in size of carbon source was investigated. A continuous reaction sintering process using Si melt infiltration method was adopted to control the reaction sintering time effectively. It was found that ${\beta}$-SiC formation mechanism in Si melt-C-SiC system was directly affected by the size of carbon source. In the Si melt-C-SiC system with large carbon source ${\beta}$-SiC formation mechanism could be divided into two stages depending on the reaction sintering time: in early stage of reaction sintering carbon dissolution in Si melt and precipitation of ${\beta}$-SiC was occurred preferentially and then SIC nucleation and growth was controlled by diffusion of carbon throughy the ${\beta}$-SiC layer formed on graphite particle. Furthmore a dissolution rate of graphite particles in Si melt could be accelerated by the infiltration of Si melt through basal plane of graphite crystalline.
Natural convection is driven by the compositional buoyancy in solidification of a binary melt. The stabilities of convection in a growing mushy layer were analyzed here in the time-dependent solidification system of a near-eutectic melt cooled impulsively from below. The linear stability equations were transformed to self-similar forms by using the depth of the mushy layer as a length scale. In the liquid layer the stability equations are based on the propagation theory and the thermal buoyancy is neglected. The critical Rayleigh number for the mushy layer increases with decreasing the Stefan number and the Prandtl number. The critical conditions for solidification of aqueous ammonium chloride solution are discussed and compared with the results of the previous model for the liquid layer.
Titanium was melted in the CaO-coated alumina crucible and the reaction between the melt and the coating layer was negligible. The volume fraction of the gas porosity was decreased with increasing pressure and the sound bar castings with no porosity was obtained under the Ar atmosphere of the pressure of $300kN/mm^2$. The surface of the casting obtained from CaO-coated graphite mold was slightly rougher than that from graphite without coating. The reaction product of titanium melt with the layer of CaO was mainly titanium oxide and that with graphite crucible was titanium cabide with small amount of titanium nitride.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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