한국주조공학회

상변환시 수반되는 경계면에서의 잠열의 방출(또는 흡수)의 정확한 해석은 용접, 주조, 결정 생성, 일기 예보 등의 응용에 필수적인 것이다. 특히 주조의 경우 캐스팅 온도와 고체 용적분율의 관계를 앎으로서 잠열 방출 의 해석이 가능하다. 본 연구는 상변환시 수반되는 잠열의 방출 형태를 4개의 다른 모델을 사용하여 비정상 온도분포, 용융형태, 자연대류가 미치는 영향을 수치적으로 구하였다. 2개의 서로 다른 물성치를 가진 합금 을 선택하였는데 하나는 넓은 mushy 영역을 가진 알루미늄 합금이고 다른 하나는 좁은 mushy 영역을 가진 철금속계 합금이다. 알루미늄 합금의 경우 온도 분포와 시간에 따른 온도의 변화가 모델에 따라 상당한 차이 가 있는 반면 철금속계 합금의 경우 상이한 모델일지라도 거의 차이가 없음을 알 수 있었다. 결론으로 용융시 정확한 온도 분포와 상변화 형태를 예측하기 위해서는, 알루미늄 합금(넓은 mushy 영역)의 경우 적절한 잠 열 방출 모델의 채택이 필요 불가급한 것으로 사료된다.