2017 Fiscal Year Research-status Report
Improvement of grain refining performance of Al-Ti refiner by changing the shape of Al3Ti heterogeneous nucleation site particles
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17K06875
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邉 義見 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
知場 三周 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10780356)
佐藤 尚 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 鋳造工学 / 凝固 / 異質核 / アルミニウム / 粒子形状 / 結晶マッチング / 微細化剤 / 結晶粒微細化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Al3Tiは対称性が低いD022構造を有し，ヘテロ凝固核として用いた場合，面によってAl結晶相との界面マッチングが異なる．そこで，固液共存温度への加熱により，Al-Ti系微細化剤中の初晶Al3Tiの形状を変化させ，Al結晶相とのマッチングの高い面の占有率を増加させる．この目的のため，二段急冷装置を新たに開発し，①合金の完全溶解，②固液共存温度までの急冷とその温度にての保持，③急冷凝固を達成する．また，種々の形状のAl3Ti粒子をヘテロ凝固核とした微細化剤添加による鋳造実験を行い，形状変化による微細化能向上について議論する．最終的には，工業的に用いられているAl-Ti-B微細化剤にも同様な処理を施し，簡単な加熱処理により既存の微細化剤の更なる微細化能向上化を図る．
この目的のために開発した二段急冷装置の概要は以下である．①エアシリンダー駆動・出湯などの動作は全てバルブ操作による手動．②エアシリンダーのストロークは1段階目が150mm，2段階目でトータル175mm．ここで1段目の使用でヒーター内まで到達可能．③ヒーター詳細：溶解量：30g(Fe換算），加熱温度：1000℃，形状：スパイラル状．φ30石英管に加熱物を入れて挿入使用．ヒーター外径：φ100，ヒーター内径：φ50，電源：200V．④ヒーター利用時の温度確認方法は放射温度計でヒーター電源のON/OFFのみ．⑤高周波加熱関連は第一高周波の発信器を利用．⑥鋳型寸法：外径φ120×内径φ70×深さL15．⑦当該装置にアジャスターを取付ける．
現在，開発した二段急冷装置の調整を行っており，平成30年度にはこれを用いたAl-Ti系微細化剤中の初晶Al3Tiの形状を変化させる実験を行う．また平成31年度にはその微細化剤を用いた鋳造実験を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
固液共存温度への加熱により，Al-Ti系微細化剤中の初晶Al3Tiの形状を変化させ，Al結晶相とのマッチングの高い面の占有率を増加させる為の装置，二段急冷装置の開発を行った．しかし，開発した二段急冷装置のコイルと名工大現有の第一高周波発振器製の発振器のマッチングが悪く、調整が難航している。本発振器は、遠心鋳造装置にも使用しているため、二段急冷装置のコイルにあわせると、今度は遠心鋳造装置とのマッチングがあわなくなる可能性がある。現在業者との打ち合わせを行っており，本年（平成30年）5月には装置の可動が可能となる予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した二段急冷装置を用い，①合金の完全溶解，②固液共存温度までの急冷とその温度にての保持，③急冷凝固を行う．また，種々の形状のAl3Ti粒子をヘテロ凝固核とした微細化剤添加による鋳造実験を行い，形状変化による微細化能向上について議論する．最終的には，工業的に用いられているAl-Ti-B微細化剤にも同様な処理を施し，簡単な加熱処理により既存の微細化剤の更なる微細化能向上化を図る．
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