Metallurgy Commons^™

การผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้ลูกบอลเกลือที่ออกแบบเป็นตัวสร้างรูพรุน, จุฑานนท์ บุญประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างรูพรุนแบบเปิดด้วยการใช้ลูกบอลเกลือเป็นตัวสร้างรูพรุนรวมถึงสมบัติทางกลของโฟมอะลูมิเนียม โดยเริ่มต้นศึกษาการผลิตและสมบัติของลูกบอลเกลือซึ่งมีรูปร่างทรงกลม โดยเลือกใช้ลูกบอลเกลือเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 mm และอะลูมิเนียมผสมเกรด ADC 12 เพื่อนำไปผลิตโฟมอะลูมิเนียมด้วยวิธีการหล่อแบบแทรกซึมที่ใช้ความดันที่อุณหภูมิ 650 และ 700°C โดยใช้แรงดันจากแก๊สอาร์กอน 1 และ 2 bar และใช้ระยะเวลาหลอม 10 และ 30 นาที ผลการศึกษาสมบัติของลูกบอลเกลือพบว่าโครงสร้างจุลภาคของลูกบอลเกลือหลังการเผาผนึกมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงอัดของลูกบอลเกลือสูงขึ้น กระบวนการผลิตนี้สามารถผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีรูพรุนแบบเปิดได้ ซึ่งโครงสร้างของชิ้นงานโฟมจะมีโพรงอากาศขนาดใหญ่เนื่องจากการแทรกซึมของน้ำโลหะอะลูมิเนียมเพียงบางส่วนในชิ้นงานเมื่อใช้อุณหภูมิ 650°C ความดัน 1 bar และเวลา 10 นาที โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานโฟมประกอบด้วยเนื้อพื้นเมตริกซ์อะลูมิเนียมที่มีเฟสซิลิกอนกระจายตัวอยู่ นอกจากนี้ ความแข็งแรงอัดของโฟมอะลูมิเนียมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แรงดัน และเวลาที่ใช้ในการผลิต โดยที่อุณหภูมิ 700°C ชิ้นงานส่วนใหญ่มีความแข็งแรงจุดครากสูงกว่าชิ้นงานที่อุณหภูมิ 650°C และส่งผลให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น เช่นเดียวกับการเพิ่มแรงดันจาก 1 เป็น 2 bar ในขณะที่ระยะเวลาในการหล่อชิ้นงานส่งผลให้ความแข็งแรงจุดครากของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น และทำให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานสูงขึ้น เมื่อเพิ่มระยะเวลาการหล่อจาก 10 เป็น 30 นาที

การศึกษาผลของการเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ผงซิลิกอนไดออกไซด์ต่อโครงสร้างจุลภาค และพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันของชั้นสารประกอบเชิงโลหะนิกเกิล-อะลูมิเนียมบนโลหะผสมพิเศษ In800ht, ณัฐพงษ์ หนันต๊ะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาผลของเติม SiO2 ในกระบวนอะลูมิไนซิงแบบผงชนิด high-activity โลหะผสมพิเศษ IN800HT ที่มีการเจือซิลิกอนในช่วง 0-37.5 at% อ้างอิงจากสัดส่วนของซิลิกอนที่ได้และอะลูมิเนียมที่เหลือจากปฏิกิริยารีดักชัน โดยวิเคราะห์ผ่านโครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบทางเคมี และชนิดของสารประกอบอะลูมิไนด์ของชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นจากการเตรียมที่อุณหภูมิ 1000 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากการทดลองพบว่า ชั้นเคลือบของตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอนประกอบไปด้วย 3 ชั้นย่อย คือ (i) ชั้นนอกที่ของผสมระหว่างสารประกอบอะลูนิไนด์ที่มีความเข้มข้นของอะลูมิเนียมสูง (ii) ชั้นกลางที่มีสารประกอบอะลูมิไนด์ hyperstoichiometric β-(Fe,Ni)Al เป็นหลัก และ (iii) ชั้น interdiffusion zone (IDZ) ที่เป็นชั้นในสุด ซึ่งบ่งบอกถึงการแพร่ของอะลูมิเนียมเข้าไปในโลหะผสมพิเศษ IN800HT ความหนาของแต่ละชั้นย่อยได้รับผลกระทบจากปริมาณ SiO2 ที่เติมลงไป การละลายของซิลิกอนในสารประกอบอะลูมิไนด์มีปริมาณน้อยกว่า 5 at.% เมื่อมีการเจือซิลิกอนในปริมาณสูงขึ้น จะเกิดการแยกตัวของซิลิกอน (Si segregation) บริเวณชั้น IDZ หรือพื้นที่แยกตัวในชั้นกลางของตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน การเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ซิลิกอนไดออกไซด์ประสบความสำเร็จเนื่องจากการลดลงของ thermodynamic activity ของ Al สำหรับการทดสอบ cyclic oxidation ที่อุณหภูมิ 1,000°C ภายใต้สภาวะบรรยากาศอากาศแห้งเป็นระยะเวลา 104 ชั่วโมง พบว่า ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอนมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน พฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ sub-parabolic growth เกิดขึ้นในกรณีของ (1) โลหะผสมพิเศษ IN800HT (3) ตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน และ (3) เจือซิลิกอนในปริมาณ 37.5 at% มี ในขณะที่ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน 12.5 at% และ 25.0 at% มีพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ linear growth เป็นหลัก

The Investigation Of The Underlying Microstructure Associated With Fracture Features In 6061 Cold Sprayed Aluminum, Justin White

UNF Graduate Theses and Dissertations

Cold gas dynamic spraying commonly known as cold spray is a process currently used for restoration, re-tolerancing, and application of coatings. With additional resources allocated towards the development of a through process model aimed at predicting the properties of bulk material produced via the Cold Spray process, more lab testing and investigation must be done to capture the effects of the varying microstructure in CS materials. The properties of ultra-fine-grained materials are derived from data collected from coarse grained materials and processes that do not accurately capture the effects as elevated strain rates and ultra-fine-grained materials. The lack of property …

Viability Of A Proposed Transparent Fluid Model For Analog Metal Casting Filling Process, Andres Segura Irazoqui

Dissertations and Theses @ UNI

This research work was conducted to develop a proposed transparent fluid model to mimic dross formation and dispersion in metal castings during the mold filling process. The major cause for dross formation includes the air entrainment, surface turbulence, and bubbles, which create oxide films inside the molten metal. The oxide films are trapped inside the casting after solidification causing detrimental effects on the mechanical properties of the casting.

The objective of the investigation was to explore the feasibility using phenolic urethane as a transparent fluid material to investigate air entrainment mechanism. The experimentation consists of the following materials: the phenolic …

New Horizons For Processing And Utilizing Red Mud, M. Archambo

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Red mud is an industrial slurry waste that is produced as a byproduct of the Bayer process for alumina. The waste is generated in large quantities, up to a ratio of 2:1 against the valued product alumina. Red mud exhibits many chemical and physical properties that categorize it as a hazardous material. Due to the addition of sodium hydroxide in processing, the pH is typically at values close to 13. Small particle size discourages separation from water for disposal, so drying red mud happens over many years.

The pH of red mud can be reduced with inexpensive reagents. Carbon dioxide …

Anaerobic Reductive Bioleaching Of Manganese Ores, Neha Sharma

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The increasing demand of manganese in the industries and various hindrances in its production from low grade ores by conventional method has made it imperative for researchers around the world to develop a method of manganese extraction from low grade ores that is both environment friendly and economical. Bioleaching has shown significant potential in manganese extraction and efficiencies of extraction have been found to be 70-98% with the help of various bacteria and fungi.

This study focuses on extraction of manganese with the help of mixed bacterial strains that have been collected from their natural anaerobic environment. The extraction of …

Thermomechanical Mechanisms That Cause Adhesion Of Aluminum High Pressure Die Castings To The Die, Alex Monroe

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

In high pressure die casting (HPDC) of aluminum, cast material adhering to die is a significant defect. Adhesion occurs in two primary ways. The casting may stick preventing its removal from the die. Aluminum can also adhere to the die and buildup in local areas on the die surface with additional casting cycles. This second form of adhesion is called soldering. Lubricant is the best technology to control all forms of adhesion, but it comes at the cost of casting porosity, blisters, reduced die life, and increased die casting machine wear. New strategies to prevent adhesion are desired to eliminate …

Atomistic Monte Carlo Simulation Study Of Phase Transitions In Metal Alloys, Xiaoxu Guo

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The atomic-scale Monte Carlo simulation study focuses on the intrinsic behaviors of a defect-free crystal that undergoes a cubic-to-tetragonal martensitic transformation. The quasi-spin variable associated with the lattice sites characterizes the local unit cells of the orientation variants of the ground-state martensite phase, which interact with each other through long-range elastic interactions. It is shown that the diffuse scattering in the premartensitic austenite state results from the spatial correlation of the atomic-scale heterogeneous lattice displacements and manifests the displacement short-range ordering. The effects of temperature, elastic anisotropy, and shear modulus softening on the diffuse scattering and displacement short-range ordering are …

Role Of Eta Phase Evolution On Creep Properties Of Nickel Base Superalloys Used In Advanced Electric Power Generation Plants, Ninad Mohale

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Advanced fossil energy power generation plants require materials that withstand high temperatures and corrosive environments. One such material that is used in steam turbines is Nimonic 263. It is a nickel-base superalloy that is principally strengthened by gamma primephase (Ni₃(Ti, Al)) and has an L1₂structure. At extended times and at turbine operating temperatures however, eta (Ni₃Ti) phase is known to form at the expense of gamma prime. Eta has a complex DO₂₄structure and is the stable phase between 750°C and 900°C, but with slow kinetics of formation. Little is understood about eta …

Analyzing Variation In Dispersoid Formation In Aluminum Alloys By Minor Changes In Homogenization Temperature, Brendan Treanore

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The homogenization of billets in the aluminum extrusion industry is a critical step that removes chemical segregation from casting, dissolves low melting point phases, forms nanoscale dispersoid phases, and promotes the beta to alpha transformation of iron particles in the matrix. With ever increasing use of aluminum extrusion in the automotive industry there is a constant need for increased efficiency and consistency in processing of extruded aluminum. The work in this thesis explores the effects of 10°C differences in the homogenization temperature on the formation of dispersoids in 6082 alloys used in the automotive industry. The role of dispersoids is …

Thermo-Fluid Characterizations Of The Powder-Bed Fusion Additive Manufacturing Processes Using Laser And Electron Beam, M Shafiqur Rahman

LSU New Orleans Theses and Dissertations

The powder-bed fusion (PBF) process is a subdivision of Additive Manufacturing (AM) technology where a heat source at a controlled speed selectively fuses regions of a powder-bed material to form three-dimensional (3-D) parts. Two of the most effective PBF processes are selective laser melting (SLM) and electron beam additive manufacturing (EBAM), which can fabricate full-density metallic parts in a layer-by-layer fashion. In this study, thermal behavior and melt-pool dynamics in the PBF process are investigated by developing 3-D multiphysics-based thermo-fluid models for both SLM and EBAM, containing Ti-6Al-4V alloy as a powder-bed material. The laser and electron beams are modeled …

Influence Of The Shaping Process On The Tensile Properties Of Steel Reinforcement Bars Carbon Steel Grades Bjtp24 And Bjts40, Nuraziz Handika, Ridha Amalia Idhar, Jessica Sjah, Essy Arijoeni, Elly Tjahjono

Makara Journal of Technology

According to the current applicable national standard in Indonesia, i.e. SNI 07 2529 1991, in addition to the limitation on the loading rate, the steel bar must be reduced, formed, or lathed, as part of the shaping process of samples. This study determined and compared the effect of the shaping process on the yield strength, ultimate strength, and percent elongation by conducting tensile tests of steel bar grade BJTS40, i.e. deformed bar type of steel, and grade BJTP24, i.e., plain bar type of steel. Three diameters of the deformed bar (BJTS40) and one diameter of the plain bar (BJTP24) were …

A Density Functional Theory Study On Using Montmorillonite To Reduce Air Pollution, Triati Dewi Kencana Wungu, Meqorry Yusfi, Suprijadi Suprijadi

Makara Journal of Technology

In this study, density functional theory (DFT) method is used to investigate the possibility of using a smectite clay mineral called montmorillonite (MMT) in reducing heavy metals, such as Cd, through Cd adsorption. The mechanism of Cd adsorption in MMT is observed theoretically, and the tetrahedrally isomorphic substitution on the upper layer of MMT is considered to observe the role of Al and Fe in strengthening Cd adsorption. Two types of MMT are modeled in this study: Al-MMT and Fe-MMT. The Al-MMT means that Al substitutes one atom in the upper tetrahedral layer of MMT, while Fe-MMT means that Fe …

Ionic Conductiviy Of Alginate-Nh4cl Polymer Electrolyte, Nurhasniza Mamajan Khan, Noor Saadiah Mohd Ali, Ahmad Faizrin Ahmad Fuzlin, Ahmad Salihin Samsudin

Makara Journal of Technology

This study aims to produce a solid biopolymer electrolyte (SBE) by doping ammonium chloride (NH4Cl) into alginate. Solution casting was used to prepare the alginate–NH4Cl SBE system. Electrical impedance spectroscopy was performed to analyze the electrical properties of the SBE under the applied frequency range of 50 Hz–1 MHz. The incorporation of 8 wt.% NH4Cl enhances the ionic conductivity of the SBE up to 3.18 × 10-7 S/cm at ambient room temperature. Fourier transform infrared spectroscopy shows that complexation occurs between the hydroxyl (-OH), carboxylate (COO-) and ether linkage (C-O-C) functional groups due to the formation of inter- and intra-molecular …

Use Of Viscoplastic Damper For Improving The Resistance Of Steel Frames To Blast Loading, Gholamreza Abdollahzadeh, Hadi Faghihmaleki, Hamed Hamidi Jamnani, Atefeh Ebrahimi Bardar

Makara Journal of Technology

In this paper, we evaluated the effect of viscoplastic dampers on the response of steel frames under blast loading. We used SAP2000 software and link elements to investigate the responses of nine-story steel frames with and without dampers. The proposed viscoplastic damper is a new type of viscous damper. The application of this damper is based on the availability of its constituent materials. The damper acts as a viscoelastic damper at low levels of vibration, but it acts as a combination of viscoelastic operator and metal-yielding device at extreme levels of vibration. With respect to the height of the structure, …

Influence Of Lithium Bromide On Electrical Properties In Bio-Based Polymer Electrolytes, Ahmad Faizrin Fuzlin, Bouchta Sahraoui, Ahmad Salihin Samsudin

Makara Journal of Technology

This research presents the influence of lithium bromide (LiBr) on the electrical properties of alginate in bio-based polymer electrolytes (BBPEs) system. Bio-based alginate was prepared using the solution casting technique with various LiBr compositions. The ionic conductivity and electrical properties of the prepared BBPEs samples were studied using electrical impedance spectroscopy over a frequency range of 50 Hz–1 MHz. A maximum ionic conductivity of 7.46 × 10−5 S cm-1 was obtained for a sample containing 15 wt. % lithium bromide-doped alginate BBPEs at ambient temperature (303 K). The electrical analysis revealed that the most conductive sample based on alginate-LiBr BBPEs …

Mechanical Alloying-Assisted Coating Of Fe–Al Powders On Steel Substrate, Alfian Noviyanto, Sri Harjanto, Wahyu Bambang Widayatno, Agus Sukarto Wismogroho, Muhamad Ikhlasul Amal, Nurul Taufiqu Rochman

Makara Journal of Technology

The coating layer of Fe–Al powders on the steel substrate was prepared by mechanical alloying at room temperature. Fe, Al, and the steel substrates were milled with high-energy ball milling for 32 h with a ball-to-powder ratio of 8 in an argon atmosphere to prevent oxidation during milling. Although mechanical alloying was performed for 32 h, no new phases were observed after mechanical alloying, as analyzed by X-ray diffraction. However, the crystallite size of the milled powders for 32 h decreased by factor two compared with the initial powders. Scanning electron micrographs showed that the coating layers formed >8 h …

Performance Of Free-Space Optical Communication Systems Using Optical Amplifiers Under Amplify-Forward And Amplify-Received Configurations, Ucuk Darusalam, Arockia Bazil Raj, Fitri Yuli Zulkifli, Purnomo Sidi Priambodo, Eko Tjipto Rahardjo

Makara Journal of Technology

With the growth of digital technology in the stage of industrial revolution 4.0, the demand for broadcasting large amounts of information to last mile users has increased. Free-space optical (FSO) communication is one of the telecommunication platforms that has shown immense potential in meeting the demand for information broadcasting. In this work, the performance of FSO communication based on wavelength division multiplexing with a data rate of 80 Gbps is investigated through simulations. The configuration of optical amplifiers in the FSO system is set up on the basis of the amplify-forward and amplify-received configurations to expand the network. The investigation …

Iso 9001:2015 Risk-Based Thinking: A Framework Using Fuzzy-Support Vector Machine, Ralph Sherwin A. Corpuz

Makara Journal of Technology

Risk-based thinking (RBT) is one of the distinct new features of the International Organization for Standardization 9001:2015. Interestingly, the standard does not prescribe any tools. Hence, organizations are puzzled as to the extent of conformance. Some organizations have adopted formal tools. However, these tools seem insufficient in linking the standard into an evidence-based decision support system. To resolve gaps in RBT implementation, this paper proposes a framework based on fuzzy inference system (FIS) and support vector machine (SVM) to automate risk analysis and evaluation, proposal and verification of action plans, and prediction of the feasibility of risks and opportunities according …

Modeling And Analysis For Unit Cell Size, Material Anisotropy And Material Imperfection Effects Of Cellular Structures Fabricated By Powder Bed Fusion Additive Manufacturing., Yan Wu

Electronic Theses and Dissertations

Cellular structures are networks of interconnected struts or walls with porosities and are widely found in many natural load-bearing structures such as plants and bones. Cellular structures offer unique functional characteristics such as high stiffness to weight ratio, tailorable heat transfer coefficient, and enhanced mechanical energy absorption, which makes them highly attractive in various engineering disciplines such as biomedical implants, electrodes, heat exchangers, and lightweight structures. There exists an abundance of literatures that have investigated various mechanical properties of various cellular structures such as Poisson’s ratio, elastic modulus, ultimate strength, yield strength, and failure characteristics. Based on the classic cellular …