Comments on the solubility of carbon in molten aluminum

Simensen, Christian J.

doi:10.1007/bf02647508

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“…It has been pointed out that the solubility data reported by Obinata and Komatsu [13] and by Dorward [14] seem too high by one or two orders of magnitude. Recently, Simensen [15] remeasured the solubility from 960 to 1000 °C and found that it changes from 6 ppm to 12.5 ppm accordingly, which agrees very well with the extrapolation from the data of Oden and McCune [12] at higher temperature. As a consequence, these data [15] together with all others [8][9][10][11][12] at higher temperatures were used in the present work in order to evaluate the properties of the liquid phase.…”

Section: Experimental Information and Parameter Evaluationsupporting

confidence: 79%

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Solubility of carbon in liquid Al and stability of Al4C3

Qiu

Metselaar

1994

Journal of Alloys and Compounds

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Using thermodynamic models the properties of the Al-C liquid phase have been evaluated from experimental information on the carbon solubility in liquid Al. After slight modification of the description of A14C3 presented by Gluschko and Gurvitch [1], the solubility has been described very well from 950 to 2500 °C with a regular solution model for the liquid phase. Stability of A14C3 was examined through thermodynamic calculations under various conditions. It has been shown that the description of A14C3 can account very well for most thermochemical measurements in a wide temperature range.

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Section: Experimental Information and Parameter Evaluationsupporting

confidence: 79%

“…A comparison between the experimental [15] and calculated solubility at lower temperatures is presented in Fig. 2, which shows that the carbide solubility in liquid AI in the temperature range 950-1000 °C is also described very well.…”

Section: The Ai-c Phase Diagram and Carbon Solubifitymentioning

confidence: 81%

Solubility of carbon in liquid Al and stability of Al4C3

Qiu

Metselaar

1994

Journal of Alloys and Compounds

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“…The alkali solution also lowers the surface tension, helping the solution penetrate gaps or cracks between inclusion and matrix. For carbide inclusions, a reaction likely occurs between the OH ions and the carbide to form methane, [23] thereby initiating the pitting reaction.…”

Section: Deep-etching Methodsmentioning

confidence: 99%

Method Developed for Quantitative Analysis of Inclusions in Solidified Aluminum Ingots

Jaradeh

Carlberg

2010

Metall Mater Trans B

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A deep-etching method was used to determine inclusions in solidified direct chill cast aluminum ingots. The technique was developed to allow easy quantification of the amount and size distribution of inclusions over billet lengths and cross sections. A pressure filtration (Prefil) test also was used to verify molten alloy cleanliness during casting, and the results of these measurements then were compared. The amount and distribution of nonmetallic inclusions were analyzed, as determined using a NaOH deep-etching method over billet lengths and cross sections. A higher inclusion count was observed at both billet ends, with more inclusions located nearer the billet section centerline. Furthermore, the inclusion density in the radial direction at every distance along the billet length was distributed inhomogeneously. Differences were observed between Prefil samples taken at different casting stages. The Prefil curves and metallographic analysis of Prefil residue obtained from melt samples, at an early casting stage or before degassing, indicate more oxides than in a melt sample taken under steady-state casting conditions. A reasonable correlation was established between the number of inclusions in the molten alloy (measured using Prefil and LiMCA) and the etch pits on deep-etched surfaces of billet cross sections.

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“…Since the solubility of boron and carbon in aluminum is low (~ 1000 ppm for boron at 1000 K [28] and 6 ppm for carbon even at 1223 K [182]), carbides and bo rides precipitate from the saturated liquid as reaction products. The fine reaction crystals form at the surface of the B4C.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Developing Sc and Zr containing Al-B C metal matrix composites for high temperature applications /

Lai¹

2011

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RESUMEDans cette étude, nous nous intéressons principalement au développement de la coulée, et au durcissement structrural des composites à matrice métallique AI-B4C pour des applications à haute temperature. Le scandium et le zirconium ont été introduits dans le système AI-B4C, comme éléments d'alliage, et leurs effets sur la microstrcture, la réponse au vieillissement, les propriétés mécaniques et la stabilité thermique ont été étudiés.Afin de réaliser cette étude, un microscope optique, un microscope électronique à balayage et un microscope électronique à transmission ont été utilisés dans le but d'observer la microstructure de brut de coulée et celle obtenue après vieillissement, d'analyser les réactions interfaciales, la distribution des éléments d'alliage entre l'interface et la matrice ainsi que pour examiner l'évolution des précipités lors de la couleé et le vieillissement.La réponse au vieillissement et le durcissement structural de la matrice ont été suivis par des mesures de dureté 'Vickers'. Les propriétés mécaniques et la stabilité thermique à long terme des composites contenant Se et Zr ont été évaluées en utilisant des essais de dureté Vickers et Rockwell ainsi que des essais de compression.Dans le premier chapitre de cette étude, des plaques de B4C ont été immergées dans l'aluminium liquide contenant Se, Zr et Ti afin d'étudier les réactions interfaciales entre le B4C et l'aluminium liquide. Les effets de Se, Zr et Ti à l'interface en terme d'apports individuels et combinés ont été examinés. Les résultats montrent que les trois éléments réagissent avec B4C et forment des couches interfaciales, qui agissent comme des barrières de diffusion, dans le but de limiter la décomposition du B4C dans l'aluminium liquide. Ainsi, les réactions interfaciales et les produits de réaction dans chaque système ont été identifiés. En combinant le Se, Zr et Ti, une grande quantité de Ti est enrichie à l'interface, qui non seulement offre une protection appropriée au B4C mais aussi une réduction de la consomation de Se et Zr à l'interface.Dans le second chapitre, le scandium et le zirconium ont été introduits dans le composite Al-15vol.% B4C, présaturé par Ti et huit composites à diférents teneurs en Se et Zr ont été préparés par couleé conventionelle. Il a été constaté que le scandium favorise les réactions interfaciales avec B4C qui consomme partiellement le Se. L'ajout de Se procure un durcissement structural considerable dans les conditions de couleé conventionnelle et du pic de veiellissement. Afin d'obtenir un durcissement equivalent de Se dans les alliages binaires, environ le double de la quantité de Se est nécessaire pour les composites AI-B4C. Par contre, aucun produit de réaction majeur de Zr n'a été trouvé aux interfaces. En effet, la majeure partie de Zr se concentre dans la matrice pour le durcissenent structurale. La combinaison de Se et Zr augmente de manière significative le durcissement structural. Deux types de précipités nanométriques, AI3SC et Al3(Sc, Zr), ont été observés dans la 11 microstructu...

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Comments on the solubility of carbon in molten aluminum

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Solubility of carbon in liquid Al and stability of Al4C3

Solubility of carbon in liquid Al and stability of Al4C3

Method Developed for Quantitative Analysis of Inclusions in Solidified Aluminum Ingots

Developing Sc and Zr containing Al-B C metal matrix composites for high temperature applications /

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