Hydrodynamic, thermal and crystallographical effects of an electromagnetically driven rotating flow in solidifying aluminium alloy melts

The influence of rotating aluminium alloy flows, driven by a stationary electromagnetic field, during freezing in a toroidal mould, is studied. The experiments are performed in the absence, and in the presence, of forced cooling. The important role of the centrifugal acceleration on the evolution during freezing of the velocity, temperature, and solid fraction distributions in the two-phase mixture is revealed. For the case of an alloy characterized by a wide crystallization range, the rotation of the solidifying melt results in a decided refinement of the equiaxed structure. Furthermore, an experimental technique allowing the determination of the electrical conductivity of the melt above the liquidus temperature, as well as inside the freezing range, is proposed. On étudie l'influence d'écoulements rotatifs d'alliages d'aluminium, entraînés par un champ électromagnétique stationnaire, pendant leurs solidifications dans un moule toroïdal. Les expériences sont réalisées en absence, et en présence, d'un refroidissement forcé. Le rôle important de l'accélération centrifuge sur l'évolution, pendant la solidification, des distributions de vitesse, température et fraction solide dans le milieu diphasique, est mis en évidence. Dans le cas d'un alliage caractérisé par un large intervalle de solidification, la rotation du bain métallique se traduit par un affinage de la structure équiaxe. De plus, une technique expérimentale permettant la détermination de la conductivité électrique du bain au dessus de la température du liquidus, ainsi qu'à l'intérieur de l'intervalle de solidification, est proposée. Die Verfestigung einer durch ein stationäres elektromagnetisches Feld angetriebenen Rotationsströmung einer Aluminiumlegierung in einer Torusform wird untersucht. Die Versuche werden mit und ohne Kühlung ausgeführt. Es zeigt sich der wichtige Einfluβ der Zentrifugalbeschleunigung auf die Verteilung von Geschwindigkeit, Temperatur und Festkörperanteil im Zweiphasengemisch bei der Verfestigung. Bei Legierungen mit einem breiten Kristallisationsbereich führt die Rotation der verfestigenden Schmelze zu einer ausgeprägten äquiaxialen Gefügeverfeinerung. Ein Verfahren zur experimentellen Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Schmelze oberhalb der Verflüssigungstemperatur und im Erstarrungsbereich wird vorgeschlagen. Иccлeдyeтcя эффeкт Bpaщeния тeчeний aлюминиeBыч cплaBoB пoд дeйcтBиeм cтaциoнapнoгo элeктpoмaгнитнoгo пoля B пpoцecce зaмopaжиBaния B тopoидaльнoй пpeccф