ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M { É|Ì¯Y ÉZÅº¸Ì§ cZÌÂy ÉÁ ºËÌÀ» ½YÌ» ÌiZe Ê^ËZ¿ {YÆ] ,Ê] ¾Ìu ,É|¿YÂË{ É|Æ» ,Æ»}M Ì»Y |Ì ½YËY d ÀÁ º¸ ÃZ´¿Y{ ,ÉÂ·Zf» Á {YÂ» Ê|ÀÆ» Ã|°¿Y{ Effects of Magnesium Contents on Characteristics of Al-Mg Alloys Oxide Films S. A. Azarmehr, M. Divandari, H. Arabi, B. Nayebi School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology Ã|Ì°q Ä/ÌÆe µÂ/ { Ã/ËÁ cZ/uÔ» Ä/r¿ZÀq ,½ÂÌY|Ì¯Y Ä] d^¿ [Y~» ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M ÉÓZ] dÌZu d¸ Ä] Ä/ËÓ ½M {YM sÂ/ ÉÁ Á {Â/Ê/» ½ÂÌY|Ì¯Y Zq{ d Ä] [Y~» ,{Ì´¿ cÂ \·Z« Ä¨v» Ä] ½M µZ¬f¿Y Á [Y~» [Y~/» {YÁ Á ¶Ì°/e ÉËZ/] ¾Ì/u { ÃZ/eÂ¯ ½Z/» { Ä/¯ É|Ì¯Y ÉZÅº¸Ì§ ,|Ê» ¿ Ä] .{ÂÊ» ¶Ì°e É|Ì¯Y /»{ Y Ã{Z¨f/Y Z/] Z/ÅÄ¿Â¼¿ ,ªÌ¬ve ¾ËY { .|ÀZ] ÃÌ£ Á ÊZ^¬¿Y Á ÉZ³ cY¨u |À¿Z» [ÂÌ Y ÉZÌ] ZÀ» ,|¿ÂÊ» Á d»Zz/ /Ì¿ É|Ì¯Y º¸Ì§ cZÌÂy Á |¿|Ë{³ ÄÌÆe |Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y pËÁ|¿Z ¶Ì°e Á [Y~» ½Á{ Ä] YÂÅ [Z^u ¶/Zu lËZf¿ .d§³ Y« Ê] {Â» Al-5Mg Á Al-1Mg ÉZÅZÌ·M ÉY] Ê]Á Ê¿Áf°·Y _Â°Á°Ì» Âe ÉÂ·Â§Â» ËZ/ cZ/¬Ì¬ve Á Zu ªÌ¬ve lËZf¿ ÄËZ¬» .d§³ Y« ÄËZ¬» {Â» ½Z¬¬v» ËZ cZ¬Ì¬ve Y ¶Zu lËZf¿ Z] Z¯ ¾ËY Y Ä/f§ZË ËY/§Y |/Ë|m É|Ì/¯Y º¸Ì§ Á É|Ì¯Y ÉZÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz ,ºËÌÀ» |{ ËY§Y Z] Ä¯ {Y{ ½Z¿ ½Z¬¬v» .dY Ê³|Ì¯Áq ,Ê³{ÂyZe ,|Ì¯Y -¸§ -|Ì¯Y pËÁ|¿Z ,ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ,ºËÌÀ» -ºÌÀÌ»Â·M ZÌ·M :ÃYÁ |Ì¸¯ ABSTRACT Molten Aluminum-magnesium alloys oxidize rapidly during casting and handling if adequate prevention measures are not taken. Oxide films that form in a very short time during pouring the melt into moulds seem to be one of the main reasons for dross-like defects, porosities and etc. The characteristics of these films in Al-1Mg and Al-5Mg were studied and compared with the results of similar researches published in literature. For this investigation, Samples of oxide–metal–oxide sandwich were prepared by the bubble impingement technique. Features such as thickness, size and morphology of the oxide film have been examined by SEM. Results show that thickness of oxide folding increase with increasing the magnesium content in Al-Mg alloys. Keywords: Al-Mg alloy, double layer oxide film, oxide-metal-oxide sandwich, fold, wrinkle 11 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË ,{ÂÊ» ¶Ì°e ¶°Ê] ºËÌÀ» |Ì¯Y 0Z « ,ºËÌÀ» Ê¿Á |{ º¸Ì/§ .[4] |/f§YÊ/» ©Z¨eY ¾ËY ºÅ f¼¯ ÉZÅ|{ { \¸£Y Äf^·Y ºË/ÌÀ» -ºÌÀÌ»Â/·M ÉZ/ÅZ/Ì·M ÉÁ Ä/¯ Ê¸°Ê] ºËÌÀ» |Ì¯Y ÉZ/ÀÌ»Â·M Á ¶°/Ê/] ÉZÀÌ»Â·M Ä] d^¿ ,{ÂÊ» ¶Ì°e [Y~» ÉZ/ÅZÌ·M Ä/¯ d/ZÀ » ½Y|/] ¾/ËY .{Y|¿ ÊfZ¨u dÌZy Z»Z³ Ä/] Éf/Ì] ¶/ËZ¼e ·Zy ºÌÀÌ»Â·M Ä] d^¿ ºËÌÀ» -ºÌÀÌ»Â·M ½ÂÌ/Y|Ì¯Y ,ºË/ÌÀ» -ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M { .|¿Y{ ½ÂÌY|Ì¯Y ½Z/Ì» { ¶ÀÌb/Y ZË Á Ê·ZfË¯ ºËÌÀ» |Ì¯Y ¶Ì°e Z] ¬À» Á{ ¾/ËY ¶Ì°/e \Ìee Á ¹Ì¿Z°» Ä¯ {ÂÊ» ¹Zn¿Y É|Ì¯Y ÄËÓ ½Y/Ì» Ä/¯ ÊËZ/Åd¼/« { |/Ê» ¿ Ä] .{Y{ Êf]Z« d·Zu ËY/§Y .{Â/Ê/» ¶Ì°/e ¶ÀÌb/Y 0ZvÌme ,dY f¼¯ ºËÌÀ» d/ Á |/Å{Ê/» ÅZ¯ Y ¬À» Ê´f¨Æ¿ ÃÁ{ ºËÌÀ» |{ .[5] {]Ê» ÓZ] Y ½ÂÌY|Ì¯Y Z/Ì·M ½ÂÌ/Y|Ì¯Y Ä/Ì·ÁY ¶/uY» { Ä/¯ d/Y Ã|/ Y³ t/ Ä/] ºËÌÀ» ÉZÅ½ÂË cmZÆ» Z] ,[Y~» ºËÌÀ» -ºÌÀÌ»Â·M Ä/] .{Â/Ê/» Ã|Ì/Âa ºËÌÀ» |Ì¯Y Âe [Y~» t ,ZÌ·M cmZ/Æ» ,[Y~/» t/ ¥/ Ä/] ºËÌÀ» dÌ·Z § \Ì ¶Ì·{ ,½Z/»¼Å .|/]ZËÊ» Ä»Y{Y É|Ì¯Y ÄËÓ ¥ Ä] ºËÌÀ» ÉZÅ½ÂË Ä/] Á Ã{/¯ }Â/¨¿ ºË/ÌÀ» |Ì¯Y ÄËÓ ½ZÌ» Y ½Ì¯Y ÉZÅ½ÂË ½|Ì/ Z/] \Ìee ¾Ë|] .|ÀÊ» |Ì¯Y -[Y~» f»¶§ -|Ì/¯Y f/» ¶/§ { º/Å Ä] ½Ì¯Y Á ºËÌÀ» ÉZÅ½ÂË ¶Ì°e «YÁ { .|¿Â ¶Ì°e |À¿YÂeÊ» ¶ÀÌbY ÉZÅÂ¸] ,[Y~» d¼/ Ä/] ¶ÀÌb/Y ÉZ/ÅÂ¸] |/ .dY ½Z» |À»ZÌ¿ ¶ÀÌbY Ä/Ì·ÁY ºËÌÀ» |Ì¯Y ÄËÓ Á Ã| Àe {ZnËY \mÂ» [Y~» t ¶°// //¬À» ½ÂÌ//Y|Ì¯Y Ä//nÌf¿ { ,|//À¯Ê/ » \//Ëze Y kÁ/y Á ¶ÀÌb/Y ÉZÅÂ¸] | Z] Êy ½ÂÌY|Ì¯Y .{Ì³Ê» Ä/ËÓ ,¶°/ ¾Ë|/] .|/]ZËÊ/» Ä»Y{Y ZÅe ½ZÌ» Y ºËÌÀ» Zz] µZ/u { ¶ÀÌb/Y ÉZ/ÅÂ¸] ¥YY { ºËÌÀ» |Ì¯Y Y É|Ë|m ËY/§Y Z/] ,Ê¿Z/ËZa ¶/uY» { ¹Zn¿Y/ .{ÂÊ» ¶Ì°e ,| Ì/» ËY/§Y ÄnÌf¿ { Á ½Z» Z] ºËÌÀ» |Ì¯Y ÄËÓ d»Zz .[6] |Å{Ê» w ®Ì·Â]YZa ½ÂÌY|Ì¯Y ,½Ì¯Y ÉZÅ½ÂË }Â¨¿ { Ä/¯ ½M /v» Ä/] [Y~/» ºÌÀÌ»Â/·M ÉZÅZÌ·M t Äq³Y ¾ËY Âu Z»Y ,{ÂÊ» ½ÂÌY|Ì¯Y Zq{ d§³ Y« YÂÅ » Êfu Á dÌ¿ » ½Y|Àq [Y~» t ÉÁ É|Ì¯Y ÉZÅº¸Ì§ Y Y [Y~//» Ä//Ì¬] |//¿YÂeÊ/» Á Ã{//¯ ¶//¼ //Âa ½YÂ//À Ä//] 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË Ä»|¬» ,¾ÌËZ/a [Á} ÉZ/»{ ,Ê°^ ½Âr¼Å ÊeZÌÂy {ÂmÁ ¶Ì·{ Ä] ÃÁ³ ÉZÅZÌ·M ,ÓZ] ½Á Ä] ¹Z°vfY d^¿ Á ÉË~a ¹§ dÌ¸]Z« Á Z/§-YÂÅ ËZÀ Ä¸¼m Y Ê¨¸fz» ËZÀ { ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M dÌ/Zu µZ/u ¾ËY Z] .|¿YÃ{¯ Y|Ìa Ê¿YÁY§ ÉZÅ{]Z¯ Á{Ây ¶Ì°/e Á [Y~/» d/·Zu { ½ÂÌ/Y|Ì¯Y Ä] ZÅZÌ·M ¾ËY ÉÓZ] d/Ì¸]Z« Z/] Ê/´fzË cZ/ « |Ì·Âe ,Ã|Ë|a ¾ËY Z] ^e» [ÂÌ Ä/ ·Z» Á ¾/ËY Y .d/Y ÄfyZ/ ÄmYÂ» ¶°» Z] Y ÓZ] {Z¼fY ¾ËY { ½M Z] ^e» [ÂÌ ¶Ì°e ÃÂv¿ Á ½ÂÌY|Ì¯Y ¹Ì¿Z°» /¿ Ä/] ÉÁ/ Á Ì/a ÉZÆ/·Zq /§ Â/À» Ä] ,ZÅZÌ·M .[2 Á 1] |Ê» É|/u { ºË/ÌÀ» -ºÌÀÌ»Â/·M ÉZ/Ì·M ÃÁ³ ½ÂÌY|Ì¯Y dÌ¸]Z« d Ä] ,½Ì¯Y Z] ZÅ½M [Y~» t Z¼e v» Ä] Ä¯ dY .[11-2] {Â/Ê» ¶Ì°e [Y~» ZÌ·M ÉÁ ] É|Ì¯Y Z¿ ÄËÓ ½Z°»Y ,(ÃÌ£ Á ½Ì¯Y Z§ ,ºËÌÀ» d¸£ ,Z»{) ËY Ä] Äf] ¶ÀÌb/Y ,(Al2O3) ºÌÀÌ»Â/·M |Ì/¯Y É|Ì/¯Y Z/§ Ä ¶Ì°e Ã{Á|//v» .{Y{ {Â//mÁ (MgO) ºË//ÌÀ» |Ì/ ¯Y Á (MgAl2O4) { ºË/ÌÀ» d/¸£ \/u /] É|Ì/¯Y Z/§ Ä/ ¾/ËY ÉY|ËZa ¶/Zu lËZf¿ ZY ] Ä¯ 1 µÁ|m { ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M |/Ì« ,Ã|/ Ä/ÌÆe ¦/¸fz» ¾Ì¬¬v» Âe Ã| ÄWYY ÉZÅµ|» Y .[12-8] dY Ã| ] [Y~» ºËÌÀ» -ºÌÀÌ»Â·M ZÌ·M { É|Ì¯Y ÉZÅZ§ ¶Ì°e Ã{Á|v» :1 µÁ|m [9] ºËÌÀ» cÁZ¨f» ÉZÅd¸£ \u Table 1: Formation range of oxides in Al-Mg alloy melt with Mg concentration [9] É|Ì¯Y Z§ Al2O3 MgAl2O3 MgO ºËÌÀ» d¸£ Ã{Á|v» (Ê¿Á |{) 0-0/19 0/0001-10 0/1-100 -ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M ½ÂÌY|Ì¯Y Y Ã|»M d{ Ä] lËZf¿ ZY ] ÉÁ Ä/¯ É|Ì/¯Y Z/§ ¾Ìfz¿ ,Ê¿ÓÂ ½Z» { [Y~» ºËÌÀ» ºË/ÌÀ» |Ì/¯Y cÂ/ Ä/] f/Ì] {Â/Ê» ¶Ì°e [Y~» ZÌ·M Á{ ¾/ËY ½Z/Ì» Ä/q ³Y ,¶°Ê] ºÌÀÌ»Â·M |Ì¯Y Ze dY ¶°Ê] t/ ÉÁ Ä¯ dY Ã| Y³ .{Y{ {ÂmÁ d]Z« ¶Ì°e ÉY] 1 Y f/Ì] ºË/ÌÀ» ÉYÂ/fv» Z] ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M [Y~» 12 .dY dÌ¼ÅY WZu ZÌ] Ã| ¶Ì°e Êv É|Ì¯Y ÄËÓ ÉZÅÊ³ËÁ ¾Ëf¼Æ» Y Ê°Ë Ä/] .d/Y ½M YÂ¼ÅZ/¿ Á Ã{Ây ¾Ìq ÉÂ·Â§Â» ,ÃZeÂ¯ ½Z» { Á /] Ä/ËÓÁ{ É|Ì/¯Y º¸Ì/§ { ºÅ ¶]Z¬» sÂ ´Ë{ cZ^ |/À¿YÂf] YÂ¼ÅZ¿ sÂ ¾ËY Ä¯ {ÁÊ¼¿ Zf¿Y ¾ËY]ZÀ] .|¿Y¾y Á{ ÉZ/ÅÉYÂ¼ÅZ/¿ Ä/°ÀËY Ä] Äf] .|¿Â ª^À» ºÅ ÉÁ 0Ô»Z¯ ,|¿Y{ ÊfÌ Á Äq ºÅ Ä] d^¿ ÄËÓÁ{ º¸Ì§ { ºÅ ¶]Z¬» t dY ¾°¼» ¾ÌÀr¼Å .dY{ |ÅYÂy ÊeÁZ¨f» ¶° ÄËÓÁ{ º¸Ì§ |Ì/¯Y Ä/ËÓ ÉZ/ÅÊ³{Ây ¾Ìq ½ZÌ» { (Z³ ZË) YÂÅ ÉË{Z¬» ¾Ì/q Â/¿ ¾ËY]Z/À] .{Â/ [Y~/» {YÁ Á Ã{Z/f§Y ¹Y{ Ä] Êv ½YÂ/À Ä/] ,É|Ì/¯Y Ä/ËÓ ®Ë { ½M ¶Ì°e ÃÂv¿ Á Ê³{Ây [Y~/» Ä] Z³ ½{¯ {YÁ { É|Ì¯Y ÄËÓ ®Ë ÊËZ¿YÂe Y ÉZÌ » .[17-15 ,7 ,2] dY s» Ì¿ ,ÃZ/eÂ¯ ½Z/» É|Ì/¯Y ÉZ/ÅÄ/ËÓ { Ê³{Â/y¾Ìq Á] ÃÂv¿ Ê/» ºÌ¬e Ê³{ÂyZe Á Ê³|Ì¯Áq ÃÁ³ Á{ Ä] Á dY cÁZ¨f» Z^¬¿Y \ËY ½ZÌ» ¥ÔfyY iY { Ê³|Ì¯Áq .(2 ¶°) {Â ,/´Ë{ cZ^Ä] .|ËMÊ» {ÂmÁ Ä] ½M ÉÁ É|Ì¯Y º¸Ì§ Á [Y~» ,{Z/¼n¿Y ¾Ì/u { É|Ì/¯Y º¸Ì/§ Ä] Ã| µZ¼Y ÊZ^¬¿Y Àe /iY { Ê³{ÂyZ/e Ä¯Ê·Zu { .{ÂÊ» Ê³|Ì¯Áq Á] \mÂ» Ä/] \/·Z« { [Y~/» ºÔf» d¯u Y ÊZ¿ Ê°Ì¿Z°» ÉZÅÀe Â¿ Á{ ¾ËY ¶Ì°e ¶»YÂ ÉÄËZ¬» Z] .[18 Á 17] |ËMÊ» {ÂmÁ Ê³|/Ì¯Áq Ä] d^¿ Ê³{ÂyZe Ä¯ dY ÊÆË|] Ê³{Ây¾Ìq .{Y{ Ée¾y ÉÂ·Â§Â» [16]Ê³{ÂyZe Á Ê³|Ì¯Áq ¶»Z Ê³{Ây¾Ìq Â¿ Á{ :2 ¶° Fig. 2: Two kinds of folding involve wrinkles and folds [16] 13 Ã|/ ¶Ì°e É|Ì¯Y ÄËÓ .|À¯ d§Zv» fÌ] ½ÂÌY|Ì¯Y [Y~/» Z/] Ê]Â/y Ê¼eY µZeY ¥ ®Ë Y ,[Y~» t ÉÁ ] YÂÅ Z] Z¼e { Á Ã{Â] ®y Ì¿ ´Ë{ ¥ Y Á {Y{ {Ây Ë {YÁ Ä/¯ {ÂÊ» Z¶°» Ê¿Z» Êv É|Ì¯Y º¸Ì§ .dY ½Â/r¼Å Ê¸»YÂ iY { Êv º¸Ì§ Êf«Á ,«YÁ { .{Â [Y~» Á Ã{ÂyZ/e {Â/y ÉÁ /] ,{Â/Ê/» [Y~» {YÁ Êv ºÔe ÃÂ/v¿ 1 ¶°/ .{Â/Ê/» É|Ì¯Y ÄËÓÁ{ º¸Ì§ ¶Ì°e \mÂ» ½{Â/y Z/e Á [Y~/» ºÔe iY { ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ¶Ì°e .[15-13 ,7 ,2 ,1] |Å{Ê» ½Z¿ Y ºÅ ÉÁ ] É|Ì¯Y ÄËÓ kÂ» ¶Ì°e (¦·Y) :ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ \Ì {ÁÁ ®ÌeZ¼ ËZ¼¿ :1 ¶° Ã|¿Âe Ì£ sÂ Z¼e \mÂ» ([) Ä¯ Êv ºÔe iY { ºÔf» Ã{Âe { ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ (_) \Ìee ¾Ë|] Á dY Ã| É|Ì¯Y º¸Ì§ .[1]|À¯Ê» ¶¼ ÁÄÂ£ e cÂ Ä] [Y~» Fig. 1: Schematic showing Entraining a double oxide film defect: (a) in the form of turbulence wave due to surface turbulence, (b) in the form of two unwetted sides oxide films contact with each other, (c) in the form of double oxide film is submerged in the bulk liquid and act as submerged cracks[1]. É|Ì¯Y º¸Ì§ {YM sÂ ,ÄËÓ Á{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ¶Ì°e ¹Z´ÀÅ d/Ì¸]Z« ¹|/ d/¸ Ä/] Á |/¿Ì³Ê/» Y« ºÅ Z] Z¼e { ÄÌ·ÁY Z/Å½M ½Z/Ì» Ê¿Y|/Àq ÊËZÌ¼Ì/ µZeY ,sÂ ¾ËY Ê³|¿Âe { |/¿YÂeÊ» ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ,\Ìee ¾Ë|] .{ÂÊ¼¿ Y«] e ½YÂÀ Ä] ÃÂ¬·Z] cÂ Ä] ,[Y~» Ã{Âe ½Á{ Ä] {ÁÁ cÂ Êa { Y Ä « Ê°Ì¿Z°» YÂy d§Y ,{Z¼n¿Y Y a Á |À¯ ¶¼ É|Ì/¯Y Ä/ËÓÁ{ ÉZ/Åº¸Ì/§ Ä¯ dY{ ÄmÂe |ËZ] .|Z] ÄfY{ ÊZ^¬¿Y Á ÉZ³ cY¨u |À¿Z» [ÂÌ Y ÉZÌ] Ê¿Ä¿YÂm ¶v» ÉZ/Åº¸Ì/§ Ä/] Ä/mÂe ¾ËY]Z/À] .[15-13 ,7 ,2 ,1] |ÀfÅ Ì¿ Ê/´fzË Ä/ « Ä] {Z¼fY dÌ¸]Z« ËY§Y ÉY] É|Ì¯Y ÄËÓÁ{ 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË { {/e (/e) d/° Â«Á µZ¼fuY ,|Z] fÌ] É|Ì¯Y ÉZ/Åe ÉÅZ ¶° ½YÂeÊ» ¾ËY]ZÀ] .dY fÌ] Ì¿ ½M Y Ê^/¿ ZÌ » ®Ë ½YÂÀ Ä] Ì¿ Y Ä¿Â¼¿ ®Ë { Ã|»M {ÂmÂ] .[19] d§³ ¿ { É|Ì¯Y ÄËÓ d»Zz cÂ/ Ä/] ,É|Ì/¯Y º¸Ì/§ d»Zz/ ¾Ì¼ze ÉY] ½ÂÀ¯ Ze Ê³{ÂyZ/e Á Ê³|/Ì¯Áq d»Zz/ ½{/¯ ¦/¿ Y ,Ê]ne Ê³{Ây¾Ìq Är¿ZÀq .dY Ã| Ã{Z¨fY (Ê³{ÂyZe 0Ze|¼) ½YÂ/eÊ/» ,|/Z] SEM ËÂ/e t/ ] {Â¼ Ê] {Â» Ä//¯ Z//m½M Y Z//»Y .{ ¾Ì//¼ze Á ¾//ËY Ä//] Y ½M d»Zz// ,|/f§YÊ/» ¹Y{ Ä/] Z/Å½M ½Z/Ì» { [Y~» Êfu Á YÂÅ ÉY|¬» É|Ì/¯Y º¸Ì/§ d»Zz/ ÉÌ³ÃY|¿Y ÉY] ZÌ » ¾ËY [Zzf¿Y {Y{ ÊuÔY cZ¬Ì¬ve Á cZÌ¸¼ ¹Zn¿Y Á fÌ] Ê] ÉZm Á ¾Ë//fÆ] Ä//¯ d//Y Ã|// Y//³ .[14 ,13 ,4-2] Ã|ÅZ/» ,É|Ì/¯Y º¸Ì§ d»Zz ÉÌ³ÃY|¿Y ÉY] ÉËÂe d/Y (3 ¶°/) Ê^¿Zm ÉZ¼¿ Y |Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y pËÁ|¿Z É{/e Á dÌ/Zu Z/y Ä] Ä¯ dY{ ÄmÂe |ËZ] Ê·Á ,[4] Ã|ÅZ/» ½Z°»Y ,|Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y pËÁ|¿Z ÉZÅÄ¿Â¼¿ ÉÓZ] .[19 Á 18] dÌ¿ Ì» ÄÌ¼Å ZÅÄ¿Â¼¿ ¾ËY Ê^¿Zm ÊZ^¬¿Y Àe Á (1 Â¿ e) ÉY{]Ä¿Â¼¿ iY { e ¶Ì°e :4 ¶° [18] ·Zy ºÌÀÌ»Â·M { (2 Â¿ e) Fig. 4: Crack formation in pure aluminum due to sampling (Type 1) and contraction stress (Type 2) [18]. ÅÁa Á Al-5Mg Á Al-1Mg ÉZ/ÅZÌ·M ÄÌÆe ÉY] ,ËZ»M ¾ËY { .|/ Ã{Z¨f/Y ·Z/y ºË/ÌÀ» Á ·Z/y ºÌÀÌ»Â/·M ¼ Y Êf»ÁZ/¬» ÃÂ/¯ ®/Ë Y Ã{Z¨fY Z] ÉZZÌ·M Á [Á} cZÌ¸¼ 800 cY/u Äm{ { É³ÄfzË Á Äf§³ cÂ ÊËZÀÌ»Â·M ÉÂ/·Â§Â» Ê/] ÉY/] .|/Ë{³ ¹Z/n¿Y {Y/³Êf¿Z Äm{ Ä/ËÓ Ä/ pËÁ|¿Z/ Á Ä/] ZÅÄ¿Â¼¿ ,É|Ì¯Y ÄËÓ Êv ºÌÀÌ»Â/·M ÉZÅZÌ·M {Â» { Ô^« Ä¯ [15] |Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y ½M lËZ/f¿ Á Ä/f§³ Y/« Ã{Z¨f/Y Á ËZ/»M {Â» ºËÌÀ» Á .| ÄÌÆe [19-15 ,7] dY Ã| Y³ ËY|/m t/ ÉZ/ËY» Y ÉY{Â/y] ÉY] ,ËZ»M ¾ËY { É//Ì³\//·Z« d//Æm ÁÁ{ ÉYÄv¨// µ|//» Y ,\//·Z« É{Â//¼ ÄZ» Y Ã{Z¨fY Z] ZÅÄ¿Â¼¿ ÉÌ³\·Z« .(5 ¶°) | Ã{Z¨fY 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË ÉZ¼¿ Y Al-5Mg ZÌ·M { |Ì¯Y -¸§ -|Ì¯Y pËÁ|¿Z ËÂe :3 ¶° .[7] dY ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ Ê «YÁ d»Zz ´¿Z¿ Ä¯ Ê^¿Zm Fig. 3: Oxide–metal–oxide sandwich viewed from its edge [7]. ½M {/e d Ì^ ,É|Ì¯Y ÉZÅº¸Ì§ cZÌÂy Y ´Ë{ Ê°Ë º¸Ì/§ { /e Â/u /] Ê/À^» ÉZÌ] cY|ÅZ» .dZÅ ¾ËY Y É{Y| e .dY Ã| ÄWYY ¦¸fz» ÉZÅZÌ·M { É|Ì¯Y /] Y ÊZ¿ cZZ eY iY { Á ÉZÄ¿Â¼¿ ¾Ìu { ZÅe Ê/Z^¬¿Y ÉZ/ÅÀe iY { Ì¿ Êy] Z»Y ,{ÂÊ» {ZnËY Ä « Ä/] {Z/¼n¿Y ¾Ì/u { ,É|Ì/¯Y º¸Ì§ Êy Z^¬¿Y Y ÊZ¿ Ä/¯ dY ¯} Ä] ¹Ó .[19-15 Á 7] (4 ¶°) |ËMÊ» {ÂmÁ Ä/ËÓ d»Zz/ Ä/qÅ ,|Ì/¯Y Ê°Ì»Y/ dÌÅZ» Ä] ÄmÂe Z] 14 ®ÌeZ¼/ cÂ Ä] Y Ä « ½Á{ Ä] YÂÅ [Z^u {ÁÁ ÃÂv¿ 6 f/» ¶/§ ,cZ « ] Á {Z¼n¿Y Y a .|Å{Ê» ½Z¿ pËÁ|¿Z/ Ä/¿Â¼¿ ½YÂÀ Ä] |¿{Â] Ã|Ì ºÅ Ä] Ä¯ ÊËZÅ[Z^u ÉÂ·Â§Â» Ê] ÂÀ» Ä] Á | [Zzf¿Y |Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y _Â°/ Á°Ì» //Âe ,É|Ì/ ¯Y º¸Ì/ § d»Zz// ¾Ì/ ¼ze Á .d§³ Y« Ä ·Z» {Â» Ê]Á Ê¿Áf°·Y Y ½ZÀÌ¼Y µÂu ÉY] .d§³ ¹Zn¿Y Êf{ Á Ä] Á CO2 { [Y~/» {Z/¼n¿Y Y ÉÌ³Â/¸m ,YÂ/Å Ã|À»{ Ä·Â· ½|¿Z» ¹³ Ä/¿Á ½|/ {Á|» Á Ä·Â· { [Y~» {Z¼n¿Y ,Ä·Â· ¾ËY ¥YY .|/ Ã{Z¨f/Y /Ë¦/¯ ÊÅZ/´ÅY ºf/Ì Y ,YÂ/Å ÊmÁy { (Ä/ « ¾ÌËZ/a Ä/] ÓZ] Y) {Z¼n¿Y \Ì ¶Ì·{ Ä] ¾ÌÀr¼Å [Y~» Ä] {Ây] Z] ÄÌ·ÁY ÉZÅ[Z^u ,Ë¦¯ ÊÅZ´ÅY ºfÌ Ä/nÌf¿ { Á |¿Â/Ê/» ¦/«Âf» ,Ä « ÉÓZ] { Ã| |¼nÀ» ¾Ë|/] .|¿Z/] Ê/¸^« [Z^u Ä] Y {Ây |¿YÂeÊ» É| ] [Z^u ¶/§ ¶Ì°/e Á Z/Å[Z/^u ½|Ì/ º/Å Ä/] µZ¼fuY \Ìee .|]ZËÊ» ËY§Y ZÅ½M ½ZÌ» f» \·Z« ½Á{ Ä] YÂÅ »{ ºfÌ ®ÌeZ¼ ËZ¼¿ :6 ¶° Fig. 6: Schematic of air blowing system ZÅÄf§ZË Al-1Mg Z/Ì·M { Ä/¯ Ê]Z^u Á{ f» ¶§ Y Êz] .d//Y Ã|// Ã{Y{ ½Z//¿ 7 ¶°// { ,|//¿YÃ|Ì// º//Å Ä//] Z/Y /] Á {Â/ Ê/» Ã|/Ë{ ¶°/ ¾/ËY { Ä¯ Â ½Z¼Å Ä/] É|Ì/¯Y ÉZ/Å º¸Ì/§ ,[19-15 ,7] Ê/¸^« ÉZ/Å Y³ |/¼nÀ» [Y~/» ÊfË|/¿{ ZfyZ/ Ä¯ |ÀfÅ Z¿ É|« ¶/]Z« ÊËÓZ/] Ä/ËÓ ½ZÌ» Y ,É|Ì¯Y ÄËÓ Á{ ½ZÌ» { Ã| { Ä/¯ (²/¿ a Éf¯Zy) ÉYÃÌe ªZÀ» .dY Ã|ÅZ» d/Y Ê]Y~/» ½Z¼Å ,{Â Ê» Ã|Ë{ [Z^u Á{ f» ¶§ .d/Y Ã| |¼nÀ» Á Â^v» É|Ì¯Y ÄËÓÁ{ ½ZÌ» { Ä¯ Â/¿ ,ËÂ/e ¾ÌËZa Á `q d¼ { Éf¯Zy Ä¬À» { Á{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ½ZÌ» { Ã| |¼nÀ» [Y~» ÉZÅdË|¿{ Z/] Ä/¯ dË|¿{ Â¿ É{Y| e) {Â Ê» Ã|Ë{ sÂÁ Ä] ÄËÓ 7 ¶°/ { |Ì¨/ ½Z/°Ìa Âe ,|¿Y{ f» ¶§ ºÅ pËÁ|¿Z/ Y ÊËZ/Åd¼/« ,7 ¶° { .(dY Ã| ËZ¼f» 15 ËZ»M { Ã{Z¨fY {Â» ÉYÄv¨ µ|» :5 ¶° Fig. 5: Pattern used in this research. Ê/«] µfÀ¯ Ì Á Âb¼¯ ®Ë Âe Z] 0/5 Z§ Z] YÂÅ Y f»Ê¸Ì» 1 « Z] ÊËZ°Ì¸Ì Ä·Â· ½ZÌ» Y ¬À» cÂ Ä] ¬À» {ÁÁ Ä] ÄmÂe Z] .| Ã|Ì»{ [Y~» ¶yY{ Ä] \·Z« ¦¯ Ä/] d^/¿ Ä/Ì¿Zi 3 Ä¸/Z§ Z/] [Z^u Å) [Y~» ¶yY{ Ä] YÂÅ ¶° .|¿| Ä « {YÁ Yn» cÂ Ä] ZÅ[Z^u ,(¶^« [Z^u 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË Ã/Ìe ÉZÅÊ³{ÂyZe ½ZÌ» { Â^v» [Y~» {ÂmÁ µZ¼fuY Y Ã/Ìe ÉZ/ÅÊ³{ÂyZ/e d»Zz/ ÄnÌf¿ { Á dY fÌ] .{Y{ É{Z/Ë Ä¸/Z§ É|Ì/¯Y º¸Ì/§ d»Zz Ê «YÁ Y|¬» { Â/^v» Ã{Z» d»Zz f»YZa Ê¨À» ÌiZe \Ìee ¾Ë|] |/u Z/e ,É|Ì/¯Y Ê³{ÂyZ/e d»Zz ] Ê³{ÂyZe ½ZÌ» ,Ã|/ s/» cZ°¿ Ä] ÄmÂe Z] .d§ZË |ÅYÂy ÅZ¯ ¾°¼» Z/e 0/5 Ã{Á|/v» { ,ÅÁa ¾ËY { ZÅÊ³{ÂyZe d»Zz Á ª/^ ¾ËY]ZÀ] .dY Ã| Ã{ ¾Ì¼ze f»Á°Ì» 1/2 ½YÂ/eÊ» ,[19-15 ,7] Ê³{Ây¾Ìq d»Zz ½{¯ ¦¿ { Al-1Mg Z//Ì·M { É|Ì/ ¯Y Ä//ËÓ Ê//ÀÌ¼ze d»Zz// 0/6 Z//e 0/25 Ã{Á|//v» { Y ,ÃZ//eÂ¯ ½Z//» ½ÂÌ/ Y|Ì¯Y ,8 ËÂe { ´Ë{ ÄmÂe \·Zm \¸» .{¯ ¹ÔY f»Á°Ì» z/» ÃZÌ/ ½Z/°Ìa Z/] Ä¯ ÊËZÅe) ÊËZÅe Âu ¥Ôf/yY Ä/¯ d/Y ÄËÓÁ{ É|Ì¯Y º¸Ì§ ½ZÌ» { (|¿YÃ| .dY {ZË ½Z§ Á{ t Z¨eY º/Å Ä/] É|Ì/¯Y Ä/ËÓ Á{ ½M { Ä/¯ |Ì/¯Y-¸§-|Ì¯Y .|¿Â Ê» Ã|Ë{ |Ì¨ ²¿ Ä] ,|¿YÃ| ®Ë{¿ Al-ZÌ·M { Ã|Ì ºÅ Ä] [Z^uÁ{ f» ¶§ Y Êz] :7 ¶° ½ZÌ» { Ã| |¼nÀ» Á Â^v» [Y~» ÉZÅdË|¿{ ,½M { Ä¯1Mg .{ÂÊ» Ã|Ë{ Ì¿ É|Ì¯Y ÄËÓÁ{ º¸Ì§ Fig. 7: The interface between two adjacent bubbles in Al-1Mg alloy, showing dendrites of entrapped and solidified melt between two oxide layers. 7 ¶° { Ã| z» {Z¯ Y eÓZ] ÊËZ¼À³] Z] ËÂe :8 ¶° ZfyZ ¾ËY .dY É|Ì¯Y º¸Ì§ Ã{Ây¾Ìq ZfyZ Ã|ÀÅ{½Z¿ Ä¯ ( B)Â¿ É|Ì¯Y Ê³|Ì¯Áq ,(A)Â¿ ¸§ ÉÁZu Ê³{Ây¾Ìq ¶»Z (C) Â¿ ÄËÓ Á{ º¸Ì§ ½ZÌ» { Â^v» [Y~» Ä] ÊÆfÀ» Ê³{ÂyZe Á .dY Fig. 8: Higher magnification of the framed area in Fig.7, showing folded structure of oxide film. Folding involves entrapped metal (Type A), wrinkle (Type B) and fold reaches the entrapped metal (Type C) are seen in this structure. Ã|Ì/ º/Å Ä] [Z^u Á{ f» ¶§ Y Êz] ,9 ¶° Ä/] ,ËÂ/e ¾/ËY ª^ .|Å{Ê» ½Z¿ Y Al-5Mg ZÌ·M { 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË É|Ì/¯Y º¸Ì/§ Êv/ ÉÂ/·Â§Â» eªÌ«{ Ê] ÉY] ÊËZ¼À³] Z] 7 ËÂe { Ã| z» |Ì¨ {Z¯ ,ÄËÓÁ{ { ,8 ËÂ/e { .d/Y Ã|/ Ã{Y{ ½Z¿ 8 ¶° { eÓZ] d/Y ÄfY{ {ÂmÁ [Y~» Y ÉfÌ] ºnu Ä¯ ÊËZÅd¼« Ê³{Â/y¾Ì/q É{ZË {Y| e ,(²¿ a Éf¯Zy ªZÀ») Ê³{Ây ¾Ìq) {ÂÊ» Ã|ÅZ» Ã| |¼nÀ» [Y~» ÉÁZu Ê³|/Ì¯Áq f/Ì] ,ËÂe ¾Á ÉZÅd¼« { .(A Â¿ ,{Â/yÊ/» º/q Ä] (B Â¿ Ê³{Ây¾Ìq) É|Ì¯Y ÄËÓ Ä¬À» { Ì¿ (C Â¿ Ê³{Ây¾Ìq) ÊËZÅÊ³{ÂyZe Äf^·Y 0Ze|¼ Ä¯ {ÂÊ» Ã|Ë{ |Ì¯Y-¸§-|Ì¯Y pËÁ|¿Z ¾Á Ä/ËÓÁ{ ½Z/Ì» { Â/^v» [Y~/» cY/« Ä] ¥ ®Ë Y Ê³{ÂyZ/e d»Zz/ ¾Ì/¼ze ÉY/] .|/¿YÃ|Ì/ É|Ì¯Y ÉZ//ÅÊ³{ÂyZ//e d»Zz// ,Al-1Mg Z//Ì·M { É|Ì/ ¯Y Y Ã|»M d{ Ä] ËÁZe ËZ Á 8 ¶° { ËÂe ] {Â¼ .|/ Ã{ ¾Ì/¼ze /° Z/Ì¬» Ä/] Ä/mÂe Z] ,Ä¿Â¼¿ ¾ËY Y |// Ê // ,¾Ì//¼ze d//«{ ËY//§Y ÉY//] ¾Ì//Àr¼Å Ä/¯ Y/q ,{Â/ Ã{Z¨f/Y ¾/Á ²/¿ Ä/] ÉZÅÊ³{ÂyZe 16 ¶°/ { .{/Ì³ Ê» Y« f»Á°Ì» 0/7 Ze 0/4 Ã{Á|v» { ÃZÌ/ ½Z/°Ìa Z/] Ä/¯ ÊËZ/Å /e) ÊËZÅ e Ì¿ ¦·Y -10 d^/¿ Ä/] ½Z/§ Á{ t/ Z¨eY Ä¯ (|¿Y Ã| ËZ¼f» .{Â Ê» Ã|Ë{ ,dY {ZË É|Ì/¯Y Ä/ËÓ Á{ ,Ê¿Z/Ì» d¼/« { [Y~/» {Â^¼¯ d¸ ½Z/Ì» { /Ì¿ [Y~/» Y ÊeY« Á |À] ºÅ Ä] |¿Y Äf¿YÂe ¾ËY { Ä¯ Â ½Z¼Å .dY Ã{Zf§Y ¹Y{ Ä] É|Ì¯Y ÉZÅ ÄËÓ { |Ì/¯Y-/¸§-|Ì/¯Y pËÁ|¿Z ,{Â Ê» Ã|ÅZ» ËÂe { Ä/ « /] Y Ê/Z¿ cZZ eY c| Á º¸Ì§ É{e iY .dY Ã| Ë Zq{ B Á A Ä¬À» Á{ (¦·Y) Al-5MgZÌ·M { Ã|Ì ºÅ Ä] [Z^u Á{ f» ¶§ Y Êz] :9 ¶° Fig. 9: The interface between two adjacent bubbles in Al-5Mg alloy ( [) ([ Al-5Mg ZÌ·M { |Ì¯Y -¸§-|Ì¯Y pËÁ|¿Z (¦·Y :10¶° dZÅÊ³{Ây¾Ìq ´¿Z¿ Ä¯ (¦·)¶° Y eÓZ] ÊËZ¼À³] Fig. 10: (a) Oxide-Metal-Oxide sandwich in Al-5Mg alloy (b) same image at higher magnification showing folding. ·Z´ Á{ {Â//y] Y ¶//Zu Ä//¿Â¼¿ ¶Ì°//e ÃÂ//v¿ 11 ¶°// { Ã|/ Ã{Y{ ½Z/¿ ®ÌeZ¼/ cÂ/ Ä/] ,º/Å Ä] YÂÅ [Z^u {Ây] ¶v» { ,dY|Ìa ¶° ¾ËY Y Ä¯ Â½Z¼Å .dY ¦/¸fz» d/·Zu 3 d/Y ¾/°¼» ,[Y~» { ºÅ Ä] [Z^u Á{ ½ZÌ» [Y~» ½{Zf§Y Ì³ :Y |ÀeZ^ cÓZu ¾ËY Ä¯ |ËM Ìa 17 Z//] 9 ¶°// { |Ì/ ¯Y-//¸§-|Ì/ ¯Y pËÁ|¿Z// Y Ê/ z] .d/Y Ã| Ã{Y{ ½Z¿ ¦·Y -10 ¶° { eÓZ] ÊËZ¼À³] Â^v» ÉYÂÅ ÉÁZu ªÌ¼ Ê³{ÂyZe |Àq ËÂe ¾ËY { ÉZ/¼¿ Y ,d/Y Ã|/ z» |Ì¨ ½Z°Ìa Z] ¶° { Ä¯ ¾/ËY d»Zz/ ¾Ì/¼ze ½Z/°»Y Y~/· .{Â/ Ê/» Ã|Ë{ Ê^¿Zm d/Y d¼/ Á ÊËÓZ/] d¼/« .{Y|¿ {ÂmÁ ZÅ Ê³{ÂyZe ½Z¿ [ -10 ¶° { eÓZ] ÊËZ¼À³] Z] ¦·Y -10 ËÂe Ê³{Â/y ¾Ì/q Â/¿ Á{ Å ËÂe ¾ËY { .dY Ã| Ã{Y{ ÉY/] .{Â/yÊ/» ºq Ä] Ê³|Ì¯Áq Á Ê³{ÂyZe ¶»Z Al-5Mg Z/Ì·M { É|Ì/¯Y Ê³{ÂyZ/e d»Zz ¾Ì¼ze Ê³{ÂyZ/e d»Zz/ ¾Ì/¼ze { Ã|/ s/» ËY Ì¿ ª^ \Ìee ¾Ë|] .| Äf§³ ¿ { Al-1Mg ZÌ·M ÉY] 5 ÉZ/Å Ä/¿Â¼¿ Y Ã|/»M d/{ Ä/] lËZ/f¿ ËZ Á 10 ¶° Ã{Á|/v» { Z/Å Ê³{ÂyZ/e d»Zz/ ,ºËÌÀ» Ê¿Á |{ ¦/¿ Z/] ÄnÌf¿ { .| Ã{ ¾Ì¼ze f»Á°Ì» 1/4 Ze 0/8 É|Ì¯Y ÄËÓ ÊÀÌ¼ze d»Zz ,Ê³{ÂyZe d»Zz ½{¯ 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË É/Ì³ÃY|¿Y ÉY] Ê¬Ì«{ Á É|Ì¯Y Ê³{Ây¾Ìq d»Zz Á ¾ËY Z»Y .[19-15 ,7] dÌ¿ |Ë|m É|Ì¯Y º¸Ì§ d»Zz { ½ÂÌ/Y|Ì¯Y c|/ Ä/ËZ¬» ÉY/] Ê^/ZÀ» ZÌ » |¿YÂeÊ» Á ¹Z°vfY ,d»Zz ÉË~aÌiZe ½{Y{ ½Z¿ Á ¦¸fz» ÉZÅZÌ·M .dY ÉZÌ·M ZÀ Y É|Ì¯Y º¸Ì§ ÉÂ·Â§Â» Á Z/¯ ¾/ËY { Ä¯ ¦¸fz» ÉZÅZÌ·M { ZÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz 12 ¶°/ { |/¿YÃ|/ Ã{ ¾Ì¼ze [18 ,16 ,7]cZ¬Ì¬ve ËZ Ê/¨¸fz» ¶/»YÂ ]Ze ZÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz .dY Ã| ÄËYY º¸Ì/§ ÉË~/a¥Z/ ¿Y Á ¹Z°vf/Y ,[Y~» ºÔe c| ½Âr¼Å c|/ ,Ê³{Â/y¾Ì/q ½ZÌ» { Â^v» Ã{Z» ½YÌ» ,É|Ì¯Y z/» ,Y{Â¼¿ ¾ËY { d«{ Z] .dY ÃÌ£ Á ZÌ·M ½ÂÌY|Ì¯Y ,ºÌÀÌ»Â/·M ÉZ/ÅZÌ·M { ºË/ÌÀ» d/¸£ ËY/§Y Z] Ä¯ {ÂÊ» { Ê/§ Y .d/Y Ä/f§ZË ËY§Y Ì¿ ZÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz Ä/] ºË/ÌÀ» ½{Á/§Y Ä/¯ d/Y Ã|/ ÃZY ¦¸fz» ÉZÅY³ ,7-2] {ÂÊ» ZÌ·M ½ÂÌY|Ì¯Y c| ËY§Y \mÂ» ºÌÀÌ»Â·M ª/Ì¬ve ¾/ËY { ,|/ s/» ¾/ËY Y Ì/a Ä¯ Â½Z¼Å .[18 Ã{Z//» 0YÅZ// Ä//¯ |// Ã{ ¾Ì/¼ze ÊËZ//ÅÊ³{ÂyZ//e d»Zz// ËY/ Ê/§ Y .d/Y{ {ÂmÁ ZÅ½M ½ZÌ» { Éf¼¯ Â^v» ÌiZe ÄnÌf¿ { .{Â] ®Ë{¿ ºÅ Ä] ZÅÄ¿Â¼¿ ¹Z¼e ÉY] Ì¿ ÉËZ] c|/ Á Ê³{Ây¾Ìq ½ZÌ» { Â^v» Ã{Z» |À¿Z» ÊËZÅf»YZa { Ê³{Â//y¾Ì/ q d»Zz// Ä//ËZ¬» ÉÁ //] [Y~//» º//Ôe |/À¿Z» Ê¸»YÂ/ \Ìee ¾Ë|] .| Ã{Y{ ÅZ¯ ¦¸fz» ÉZÅÄ¿Â¼¿ ½ÂÌ/Y|Ì¯Y c| Á É|Ì¯Y º¸Ì§ ÉË~a ¥Z ¿Y Á ¹Z°vfY { Z/ÅÊ³{Â/y¾Ì/q d»Zz/ Ä/ËZ¬» ÉÁ /] f/Ì] ,ZÌ·M {Â/y cZÌ/Ây Y Ì¿ ¶»YÂ ¾ËY Ä¯ ,|¿iÂ» ¦¸fz» ÉZÅZÌ·M ÄmÂe Z] Y~· .|ÀÀ¯Ê» ÌÌ¤e ºËÌÀ» d¸£ ÌÌ¤e Z] Ä¯ dY ZÌ·M Á [18 ,7-2] d/Y Ã|/ s/» Äf~³ { Ä¯ ÊËZÅY³ Ä] ËY/§Y ¶/Ì·{ ¾Ë/f¼Æ» Ä¯ {ÁÊ» Zf¿Y ,12 Y{Â¼¿ { d«{ ÉZ/ÅZÌ·M { ºËÌÀ» d¸£ ËY§Y Z] ZÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz .|Z] |Ë|m É|Ì¯Y º¸Ì§ d»Zz ËY§Y ,ºÌÀÌ»Â·M Äf/Âa d»Zz/ { ÉÌiZ/e ºÌÌ¸Ì Ä¯ dY Ã| Y³ ,12 ¶°/ ª]Z/» .[3] {Y|¿ ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M { É|Ì¯Y ª/^ ºË/ÌÀ» d/¸£ ËY/§Y Z/] Z/ÅÊ³{Ây¾Ìq d»Zz /] ºÌ/Ì¸Ì ÌiZe § Z] Y~· .|]ZËÊ» ËY§Y ºÀ» É|¿Á dËZ]Ê» ,ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M { É|Ì¯Y º¸Ì§ d»Zz ÉÁ 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË /Ì³ ,(|Ì/¯Y -/¸§ -|Ì/¯Y pËÁ|¿Z/) É|Ì¯Y ÄËÓ Á{ Ä/ËÓÁ{ ½|Ì/ Á É|Ì/¯Y Ä/ËÓ Á{ ½Z/Ì» { YÂÅ ½{Zf§Y .ºÅ Ä] É|Ì¯Y Ì³ ([) ºÅ Ä] [Z^u Á{ ½|Ì (¦·Y) ®ÌeZ¼ ËZ¼¿ :11 ¶° Á{ ½|Ì (_) Ã{Ây¾Ìq É|Ì¯Y ÉÄËÓ Á{ ½ZÌ» { [Y~» ½{Zf§Y .ÄËÓ Á{ ½ZÌ» { YÂÅ ½{Zf§Y Ì³ Á ºÅ Ä] Ã{Ây¾Ìq É|Ì¯Y ÄËÓ Fig. 11: Schematic showing (a) Colliding of two bubbles (b) molten metal entrapped between two folded oxide layers (c) Contact area between two folded oxide layers and air entrapped between two layers. ÊÀÌËZa ZË ÊËÓZ] t ,| Ã|ÅZ» SEM ËÁZe { Ä¯ Äq½M Y Ä/¯ Â/½Z/¼Å Ê/¸¯ Â Ä] .dY [Z^u Á{ f» ¶§ ½ZÌ» { ,{ÂyÊ» ¾Ìq É|Ì¯Y ÄËÓ Êf«Á ,dY|Ìa 11 ¶° |/ËMÊ/» Ìa Ì¿ É{YÂ» Äf^·Y ,YÂÅ ZË |f§YÊ» Ì³ [Y~» ZË ½M ½Z/Ì» { ÉYÃ{Z/» Á |ÀÊ» ºÅ Ä] Ê³{Ây¾Ìq t Á{ Ä¯ d/§ZË ÉYÄ¬À» ½YÂf] ³Y .|f§YÊ¼¿ Ì³ Ê³{Ây¾Ìq t Á{ ½Z/°»Y Á (8 ¶°/ { I Ä/¬À») |/¿YÃ|Ì/ ºÅ Ä] ÄËÓ Á{ Ä¯ º¸Ì§ Ê¬Ì¬u d»Zz ,|Z] Ê^¿Zm ÉZ¼¿ Y Ä¬À» ¾ËY Ã|ÅZ» .{Â] |ÅYÂy ÉÌ³ÃY|¿Y ¶]Z« É|Ì¯Y ½{/¯ ¦/¿ ,É|Ì/¯Y º¸Ì/§ ÃY|¿Y ¾Ì¼ze ÉZÅÁ Y Ê°Ë d»Zz ¾Ì¼ze ÉY] 0ÓÂ¼ » .dY Ã{Â] Ê³{Ây¾Ìq d»Zz /] {Â/¼ Ä/¯ {Â/ Ã{Z¨f/Y ÊËZ/ÅÊ³{ÂyZe Y {ÂÊ» Ê Y .|/À¯ Y|/Ìa ËY§Y ÃY|¿Y ¾Ì¼ze d«{ Ze |ÀZ] ËÂe Äv¨ Ä/ËÓ Á{ d»Zz/ ¶»Z/ Ê³{Â/y¾Ì/q d»Zz/ Ä/¯ Zm½M ½{//¯ ¦//¿ ,d/ZÅ½M ½Z//Ì» { Â/^v» Ã{Z//» Á É|Ì/¯Y 18 ÉZ/ÅÀ/e 0Z/ÀX¼» Ê/§ Y .|/]ZËÊ/» ËY/§Y Ì¿ ½M {e e±] ,Ä « ] Y ÊZ¿ ÉZÅÀe ÂyÄ] Á Ê°Ì¿Z°» ÉZ/Å/e ¶Ì°/e ÄnÌf¿ { Á |ÀfÅ ÊZ^¬¿Y ÉZÅÀe Y Y Ê/Z¿ À/e d/ve É|Ì/¯Y º¸Ì§ Ë Êfu Á eªÌ¼ .dY e¶¼fv» ÃY Z] Ä « ] c|/» Á ÓZ/] ÉZ/»{ ¶»Z Ä¯ ËZ»M ¾ËY ËY Ä] ÄmÂe Z] ¶/»Z¯ {Z/¼n¿Y Á ÉËZ/] ÉY] Ä¬Ì«{ 5 Y f¼¯) |¿Y ½Z» |Ì/¯Y {ÁÊ» Zf¿Y Ê¸^« ÉZÅY³ ÄËZa ] Á dY (Ä « Á 3] {Â/ ¶Ì°/e ·Zy ºÌÀÌ»Â·M ÉÁ Ê·ZfË¯ ºÌÀÌ»Â·M ÃÁ/³ { ,|/ Ä/f¨³ Ä/»|¬» /z] { Ä/¯ Â½Z¼Å .[20 |/{ 10 Y /f¼¯ ÉZ/Åd/¸£ Z] ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ÉZÌ·M ¶Ì°/e |/À¿YÂeÊ/» ºË/ÌÀ» |Ì/¯Y Á ¶ÀÌbY ,ºËÌÀ» Ê¿Á /f¼¯ Ê/¿Á ÉZ/Åd¸£ { Ä¯ | ¯} ¾ÌÀr¼Å .[9] |¿Â dY tmY ºËÌÀ» |Ì¯Y ¶Ì°e ] ¶ÀÌbY ¶Ì°e ,ºËÌÀ» Z§ Ä¯ {ÁÊ» Zf¿Y ,ËZ»M ¾ËY ËY Ä] ÄmÂe Z] Y~· .[5] { .|/Z] ¶ÀÌbY Al-1Mg ZÌ·M { É|Ì¯Y º¸Ì§ ÉÃ|¿Z |Ì/¯Y Á ¶ÀÌb/Y ½Z/»¼Å Â/u Ì¿ Al-5Mg ZÌ·M {Â» .dY e¶¼fv» ¶Ì°e ÉY] ºËÌÀ» ¶ÀÌbY ¶Ì°e Z] Ä¯ dY Ã| Ã{Y{ ½Z¿ Ê¸^« cZ¬Ì¬ve { É|Ì/¯Y Äf/Âa ¹Z°vf/Y ,ºÌÀÌ»Â·M ÉZÅZÌ·M { Z»{ d§Y Á º¸Ì/§ ¹Z°vf/Y ÅZ/¯ ¾/ËY .[20 Á 3] |/]ZËÊ/» ÅZ¯ Ì¿ º¸Ì/§ ½{Â/y e ÉÁ iÂ» ¶»YÂ Y |¿YÂeÊ» Ì¿ É|Ì¯Y Ä//ËÓ d»Zz// ËY//§Y ½YÂ//eÊ//» ¾ËY]Z//À] .|//Z] É|Ì/¯Y \//Ì¯e Á ZfyZ// Ê·Z//¼fuY cY//ÌÌ¤e Z//À¯ { É|Ì//¯Y ¶ËÓ{ Y Ê°Ë ½YÂÀ Ä] Y Ä « {Z¼n¿Y ¾Ìu { ½M ÊËZÌ¼Ì -ºÌÀÌ»Â/·M ÉZ/ÅZÌ·M { ½ÂÌ/Y|Ì¯Y Ä/] dÌZu ËY§Y .d¿Y{ ºËÌÀ» Y|¬» ËY§Y Z] ºËÌÀ» ÉÌ³ÄnÌf¿ ÉZ/ÅÊ³{Â/y¾Ì/q d»Zz/ Ê/ÀÌ¼ze ÃY|¿Y Y Ã{Z¨fY -1 Ä/] dÌZu c| ÄËZ¬» ÉY] Ê^ZÀ» ZÌ » É|Ì¯Y É|Ì/¯Y Ä/ËÓ d»Zz Zv· Y) ZÅZÌ·M { ½ÂÌY|Ì¯Y Z/Å½M Ã|¿Z ZÀ ÉYÂfv» Á Â¿ ÌÌ¤e Z] (Ã| ¶Ì°e .dY [Y~» ZÌ·M ÃZeÂ¯ ½Z» ½ÂÌY|Ì¯Y Ê d»Zz ËY§Y ,ºÌÀÌ»Â·M [Y~» { ºËÌÀ» Y|¬» ËY§Y -2 19 /´Ë{ cZ/^ Ä] .ºÌZ] 12 Y{Â¼¿ { ½ÁÂ»Z¿ É|¿Á |ÅZ Z/Ì·M Ä] Â]» ÉZÅÃ{Y{ Ä¯ {ÁÊ» Zf¿Y § ¾ËY µÂ^« Z] /] Ä/nÌf¿ { .|/]ZË µZ¬f¿Y ÓZ] ZË ¾ÌËZa Ä] Al-7Si-0.4Mg d/¸£ /ÌÌ¤e Z/] Ä¯ dY{ ZÆY ½YÂeÊ» Y{Â¼¿ ¾ËY ZY É|Ì/¯Y º¸Ì/§ d»Zz/ ,ºÌÀÌ»Â/·M ÉZ/ÅZÌ·M { ºÌÌ¸Ì .{¯ |ÅYÂz¿ ÉÌÌ¤e [Y~» ÉÁ ] Ã|¶Ì°e ¦¸fz» ÉZÅZÌ·M { É|Ì¯Y Ê³{ÂyZe d»Zz ÄËZ¬» :12 ¶° Fig. 12: Comparison of oxide foldings thickness for different alloys. sÂÁ Ä] É|Ì¯Y º¸Ì§ { e Âu ,Ã| ÄËYY ËÁZe { |Ë|m É|Ì¯Y ÉZÅº¸Ì§ ½{Â] {e ´¿Z¿ ¾ËY .dY z» ¶Ì°/e ¶»YÂ Ê¸¯ ÂÄ] .|¿Y{ ºÅ Ê¼¯ d»Zz Ä¯ dY Ê/Z^¬¿Y Á Ê°Ì¿Z/°» ÉZ/ÅÀe Äf{ Á{ Ä] ½YÂeÊ» Y e |/À¿Z» Ê¨¸fz» ¶»YÂ iY { Ê°Ì¿Z°» ÉZÅ Àe .{¯ ºÌ¬e {Â/mÁ Ä/] [Y~» ºÔe Á ÃY Z] Ä « ] Y ÊZ¿ cZZ eY ¶Ì°//e \//mÂ» //] µÂ// { Ä// « Z// eY .|//ÀËMÊ/ » -10 Á 8 ÉZÅ¶° { ÃZY {Â» ÉZÅe) ªÌ¼ ÉZÅe .{Â//Ê/» (9 ¶°//) É|Ì/¯Y º¸Ì/§ //Ë Ê/fu Á (¦//·Y /iY { Ä/¯ É|Ì/¯Y º¸Ì§ Ä] Ã| µZ¼Y ÊZ^¬¿Y ÉZÅÀe {Â/mÁ Ä] Ä « {Z¼n¿Y ¾Ìu { É|Ì¯Y º¸Ì§ Êy Z^¬¿Y Á µÂ/ Z/] ÊËZ/Å/e ¶Ì°/e \mÂ» |¿YÂeÊ» Ì¿ |ÀËMÊ» .{Â É|Ì¯Y º¸Ì§ { (4 ¶° { 2 Â¿ e) º¯ d»Zz ¶Ì°//e ½Z//» { É|Ì/ ¯Y º¸Ì/ § Ä//¯ d//Y{ Ä//mÂe |//ËZ] ËY/§Y /iY { Ä/»Y{Y { Á Äf/Y{ Éf/Ì] ÉË~/a¥Z ¿Y d° µZ¼fuY Á {ÂÊ» eº°vf» ,½| { Á d»Zz 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË ¶/Zu [Â/Ì ¶Ì°e Á [Y~» ½Á{ Ä] YÂÅ {ÁÁ µZ¼fuY ,[Y~» ½Á{ Ä] É|Ì¯Y ÉZÅ ÄËÓ {ÁÁ Á ½ÂÌY|Ì¯Y Y .dY ¶¼fv» ZÌ] ÉZ//ÅZÌ·M { É|Ì/ ¯Y ÉZ//Åº¸Ì/ § Á Z//ÅÊ³{Â//y¾Ì/ q .{Y{ Êa { Y ºËÌÀ»-ºÌÀÌ»Â·M ,ºË/ÌÀ» d/¸£ ËY/§Y Z/] ,Ã|/ ÄWYY lËZf¿ Ä] ÄmÂe Z] -3 |Ë|e ÄnÌf¿ { Á ZÅÊ³{Ây¾Ìq {Y| e Á c| ËY§Y mY» 1. R. Raiszadeh, W. D. Griffiths, ”A Method to Study the History of a Double Oxide Film Defect in Liquid Aluminum Alloys”, Metallurgical and Materials Transactions ,Vol. 37B, pp-865871, (2006) 2. J. Campbell, "Castings", Published by Butterworth-Heinemann, Oxford, (2003) 3. W. Thiele, ” Oxidation of Melts of Al and of Al Alloys Aluminum”, Vol. 38, pp-707-715, (1962) 4. I. M. Ritehie, J. V. Sanders, P. L. Weiekhardt, ” Oxidation of a Dilute Aluminum Magnesium Alloy”, Oxidation of Metals, Vol. 3, No. 1, pp-91-101, (1971) 5. J. A. Taylor, ”Oxidation, Dross and Melt Loss Issues Involved in The handling of Molten Aluminum Alloys” CAST CRC, University of Queensland Brisbane, QLD 4072, Australia, (2002) 6. O. Ozdemir, J. E. Gruzleski, R. A. L. Drew, ”Effect of Low-Levels of Strontium on the Oxidation Behavior of Selected Molten Aluminum–Magnesium Alloys”, Oxid Met, (2009) 7. M. Divandari, J. Campbell, “Morphology of Oxide Films of Al-5Mg Alloy in Dynamic Conditions in Casting “, International Journal of Cast Metals Research, Vol. 18, No. 3, (2005) 8. E. A. Trofimov, Yu. G. Kadochnikov, “Thermodynamic Analysis of Interaction Processesin the Al–Mg–Na–K–O System at 680–840C”, Russian Metallurgy (Metally), Vol. 2006, No. 4, pp297-302, (2006) 9. V. M. Sreekumar, K. R. Ravi, R. M. Pillai, B. C. Pai, M. Chakraborty, ”Thermodynamics and Kinetics of the Formation of Al2O3/ MgAl2O4/MgO in Al-Silica Metal Matrix Composite” Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 39A, pp-919-933, (2008) 10. M. Hanabe, P. B. Aswath, “Synthesis of In-Situ Reinforced Al Composites From Al-Si-Mg-O Precursors”, Acta mater, Vol. 45, No. 10, pp- 4067-4076, (1997) 11. A. D. McLeod, C.M. Gabryel, “Kinetics of the Growth of Spinel, MgAI204, on Alumina Particulate in Aluminum Alloys Containing Magnesium”, Metallurgical Transactions A, Vol. 23A,pp-1279-1283, (1992) 12. J. C. LEE, J. P. AHN, Z. SHI, J. H. SHIM, H. I. LEE, “Methodology to Design the Interfaces in SiC/Al Composites”, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 32A, pp-1541-1550, (2001) 13. J. Campbell, ”Entrainment defects”, Materials Science and Technology, Vol. 22, No. 2, pp127-145, (2006) 14. J. Campbell, ”An Overview of the Effects of Bifilms on the Structure and Properties of Cast Alloys”, Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 37B,pp-857-863, (2006) 15. M. Divandari, J. Campbell, “A New Technique for the Study of Aluminum Oxide Films”, Aluminum Transactions, Vol. 2, pp-233-238, (2000) 16. M. Divandari, J. Campbell, “Oxide Film Characteristics of Al-7Si-Mg Alloy in Dynamic Conditions in Casting”, International Journals of Cast Metal Research, Vol. 17, No. 3, (2004) 17. A. R. Mirak, M. Divandari, S. M. A. Boutorabi, J. Campbell, “Oxide Film Characteristics of AZ91 Magnesium Alloy in Casting Conditions”, International Journal of Cast Metals Research, Vol. 20, No. 4, pp-215-220 , (2007) 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË 20 ÉZ/Å-º¸Ì/§ (ÉÂ/·Â§Â» Á d»Zz/) cZÌ/Ây Ê/]" ,µZ/¼mÊ/¼Ì ¿ Z|¼v» ,É|¿YÂË{ É|Æ» ,Ê^ËZ¿ {YÆ] .18 ½Zf/]Ze Á Z/Æ] ,92 ÃZ¼/ ,½Y/ËY ½Y/³Ä/fzË Ä/ »Zm cYZf¿Y ,"·Zy ºÌÀÌ»Â·M [Y~» { Ã|¶Ì°e É|Ì¯Y 19-12 ,1388 -ºÌÀÌ»Â/·M ÉZÅZÌ·M { Á°Ì» Á Â¿Z¿ É|Ì¯Y ÉZÅ º¸Ì§ cZz» Á ÉÂ·Â§Â» { ºÌ¸¯ ½YÌ» ÌiZe " ,Ê^ËZ¿ {YÆ] .19 ½Zf/]Ze ,½Y/ËY d À/ Á º/¸ ÃZ´/¿Y{ ÉÂ·Z/f» Á {YÂ/» Ê|ÀÆ» Ã|°¿Y{ ,|Y ÊZÀZ¯ Ä»Z¿ ½ZËZa ,"ºÌ¸¯ 1388 20. M. Syvertsen, ”Oxide Skin Strength on Molten Aluminum”, Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 37B, pp-495-504, (2006) 21 1388 ½Zf» ,94 ÃZ¼ ,ºfÅÁdÌ] µZ ,É³ÄfzË