X線吸収・回折を利用した動的凝固界面現象のミクロ・マクロ直接観察と凝固機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11305054
• Research Institution: OSAKA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 大中 逸雄 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00029092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 宏一 新居浜工業高等専門学校, 数理課, 教授 (70290814) ; 安田 秀幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60239762)
• Keywords: 鋳造欠陥 / 組織予測 / 直接観察 / X線透過法 / 欠陥予測 / コンピューターシュミレーション

Research Abstract

1.鋳造シミュレーション技術の開発
溶湯の鋳型内での湯流れをシミュレートするための手法について従来法の問題点とその問題点を克服でき、かつ鋳造シミュレーションと実用的な計算時間内で精度のよい評価が可能な手法について開発を引き続き行った。その結果、本研究ではこれまで行ってきた直交要素の特徴を維持し、かつ、非直交要素の柔軟な形状の再現性を取り入れた手法を開発した。この手法により曲面部分を含んだ鋳物形状でも少ない要素数で流動計算が可能であることが明らかになった。さらに、2次元計算から複雑な鋳造条件を満足する3次元への拡張を行い、3次元の複雑形状の鋳造物にも十分適用できることを確認した。X線透過実験の結果と数値計算結果を比較することにより数値計算の妥当性の検討も行うことが可能になった。
2.直接観察手法
マイクロフォーカス、X線および放射光を利用して行い、Al合金のポロシティ生成の直接観察を行い、ポロシティ生成温度、頻度などの定量的なデータを得た。酸化物の巻き込み・核生成サイトを考慮したシミュレーションの開発を行い、ポロシティ欠陥予測のシミュレーションを発展させた。さらに、Sn合金系におけるデンドライト成長のその場観察が可能であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] I.Ohanak: "Computer Simulation of Casting-Recent Development-"Proc. 2nd Int. Conf. on Processing Materials for Properties. 1043-1048 (2000)
• [Publications] H.Yasuda: "Production of Undercooled Melt by Heating the Metastable A1203-YAP Eutectic Structure"Mater. Trans.. 42. 1801-1807 (2001)
• [Publications] J.Iwane: "Simulation of Spheroidal Graphite Cast Iron with Consideration of Graphite Growth"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 101-108 (2001)
• [Publications] Y.Sako: "Modeling of oxides entrapment during mold filling of Al-alloy castings"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 363-369 (2001)
• [Publications] 岩根 潤: "黒鉛成長を考慮した球状黒鉛鋳鉄のひけ巣予測シミュレーション"鋳造工学. (印刷中). (2002)
• [Publications] Y.Mizutani: "Phase Selection of the A12O3-Y2O3 System controlled by Nucleation"Mater. Trans.. 42. 238-244 (2001)