دکتر محمد بخشی جویباری
استاد مشاور:
دکتر سید جمال حسینیپور
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب:
1- فصل اول- اصول و کلیات………………………………………………………………. 1
1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………. 2
1-1-1- روش های تولید مخلوط مذاب و جامد……………………………………………. 3
1-1-2- فرآیندهای تولید قطعه از مخلوط مذاب و جامد…………………………………. 5
1-1-3- مقایسه فرآیندهای رئوکستینگ با تیگسوکستینگ……………………………. 7
1-1-4- سازوکارهای حاكم بر تغییرات ساختاری در فرآیندهای شكلدهی نیمهجامد…8
1-1-4-1- نظریه تغییر شکل و تبلور مجدد بازوهای دندریتی……………………………… 8
1-1-4-2- ذوب ریشه بازوهای دندریتی……………………………………………………… 9
1-1-4-3- سازوکار رشد کنترل شده…………………………………………………………. 9
1-1-4-4- سازوکار به هم پیوستن………………………………………………………….. 9
1-1-5- پارامترهای موثر بر غیردندریتی شدن…………………………………………… 10
1-2- طراحی آزمایش……………………………………………………………………….. 11
1-2-1- کلیات……………………………………………………………………………….. 11
1-2-2- مراحل مختلف طراحی آزمایش…………………………………………………..11
1-2-3- انواع طرحهای آزمایشی…………………………………………………………. 12
2- فصل دوم – پیشینه پژوهش………………………………………………………….. 13
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………14
2-2- مروری بر پژوهشهای مبتنی بر ریختهگری روی سطح شیبدار………………….. 14
2-3- مروری بر پژوهشهای مبتنی بر عملیات حرارتی و گرمایش مجدد……………… 20
2-4- مروری بر پژوهشهای مبتنی بر کدنویسی و شبیهسازی……………………….. 24
2-5- مروری بر پژوهشهای مبتنی بر آهنگری شمش نیمه جامد……………………… 27
2-6- شرح مسئله و هدف از کار پژوهشی حاضر………………………………………… 33
3- فصل سوم – آزمایشات تجربی ………………………………………………………..36
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………. 37
3-2- تولید شمش نیمه جامد به روش سطح شیبدار…………………………………. 37
3-2-1- ماده اولیه مورد استفاده…………………………………………………………. 37
3-2-2- اندازه گیری دماهای خطوط مذاب و جامد……………………………………… 39
3-2-3- تجهیزات مورد استفاده…………………………………………………………… 40
3-2-4- روش انجام آزمایش و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 42
3-3- آهنگری شمش نیمه جامد………………………………………………………….. 44
3-3-1- معرفی قطعه و طراحی قالب……………………………………………………… 44
3-3-2- شرایط دمایی حاکم و محاسبه میزان کسر جامد……………………………… 45
3-3-3- روش انجام آهنگری و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 47
3-3-3-1- شکلدهی نمونههای سربی……………………………………………………. 48
3-3-3-2- شکلدهی نمونههای آلومینیمی………………………………………………. 49
3-3-3-3- آزمون فشار و آزمون حلقه………………………………………………………. 50
3-4- چگونگی اندازه گیری پارامترهای خروجی………………………………………….. 51
3-4-1- مطالعه ریزساختار…………………………………………………………………. 51
3-4-2- محاسبه اندازه متوسط دانه و میزان کرویت……………………………………… 52
3-4-3- آزمون سختی سنجی…………………………………………………………….. 53
3-4-4- آزمون کشش………………………………………………………………………… 53
4- فصل چهارم – شبیه سازی اجزای محدود…………………………………………… 54
4-1- مقدمه………………………………………………………………………………….. 55
4-2- شبیهسازی اجزای محدود تولید شمش نیمه جامد………………………………. 55
4-2-1- معرفی نرمافزار……………………………………………………………………… 55
4-2-2- معرفی مدل و چگونگی مشبندی………………………………………………… 57
4-2-3- تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات سیال…………………………………… 58
4-2-4- اعمال شرایط مرزی و اولیه………………………………………………………….. 59
4-3- شبیهسازی اجزای محدود فرآیند آهنگری با شمش نیمه جامد……………………. 60
4-3-1- معرفی نرم افزار………………………………………………………………………. 60
4-3-2- مراحل شبیه سازی…………………………………………………………………. 60
4-3-3- تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات قطعه و قالب……………………………. 61
4-3-4- نحوه مشبندی………………………………………………………………………. 62
4-3-5- شرایط مرزی و بارگذاری…………………………………………………………….. 63
5- فصل پنجم – نتایج و بحث………………………………………………………………. 65
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………66
5-2- بررسی نتایج تولید شمش نیمه جامد……………………………………………… 66
5-2-1- بررسی مستقل پارامترها و مقایسه با نتایج شبیهسازی……………………. 66
5-2-1-1- اعتبارسنجی شبیه سازیها……………………………………………………… 66
5-2-1-2- اثر خنککنندگی سطح شیبدار……………………………………………………. 68
5-2-1-3- اثر دمای بارریزی…………………………………………………………………… 69
5-2-1-4- اثر زاویه سطح شیبدار…………………………………………………………….. 74
5-2-1-5- اثر طول سطح شیبدار…………………………………………………………….. 79
5-2-1-6- تاثیر نرخ بارریزی…………………………………………………………………… 82
5-2-2- بررسی مشخصات ساختاری نمونهها با بهره گرفتن از روش طراحی فاکتوریل…. 85
5-2-2-1- بررسی پارامترهای موثر روی درصد کرویت…………………………………….. 87
5-2-2-2- بررسی کمترین قطر میانگین اندازه دانه……………………………………….. 93
5-2-2-3- بررسی میزان سختی……………………………………………………………. 97
5-2-3- مقایسه حالت بهینه ریختهگری در محیط خنثی و اتمسفر…………………… 102
5-2-3-1- بررسی میزان تخلخل……………………………………………………………. 102
5-2-3-2- بررسی نمونهها با پراش تفرق اشعه ایکس (XRD)…………………………… 106
5-2-3-3- بررسی نمونهها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)…………………… 107
5-2-3-4- بررسی خواص کششی………………………………………………………….. 108
5-3- بررسی نتایج آهنگری شمش نیمهجامد قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62…108
5-3-1- اعتبارسنجی شبیه سازیها………………………………………………………… 108
5-3-2- بررسی تاثیر گرمایش مجدد روی نمونه های ریخته گری……………………….. 109
5-3-3- بررسی تاثیر اصطکاک…………………………………………………………….. 111
5-3-4- تاثیر سرعت حرکت پرس (نرخ کرنش)……………………………………………. 114
5-3-5- تاثیر دمای قالب و فشار پرس……………………………………………………… 116
5-3-6- اثر دمای قطعه و مدت زمان نگهداری……………………………………………… 122
6- فصل ششم – نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………… 128
6-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………… 129
6-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………. 131
چکیده:
مزایای استفاده از فرآیندهای نیمهجامد کاهش میزان تخلخلهای گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیبدار خنکشونده به منظور تولید شمشالهای اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با بهره گرفتن از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمهجامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیوارههای صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعهای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیبدار شامل دما، طول و زاویه سطح شیبدار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب میباشند، با بهره گرفتن از شبیهسازی اجزای محدود و از طریق نرمافزار Flow-3D بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال میشود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمهجامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیقتر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با بهره گرفتن از نرمافزار Deform-3D، شبیهسازیهایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمونهای آزمایشگاهی مقایسه گردید.
نتایج نشان داد که مطلوبترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح º40 و دمای بارریزی Cº625 بدست میآید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانهها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود HB80 میشود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیبدار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیبدار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر میباشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکلپذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش مییابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیهسازی نیز نشان میدهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیهسازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمهجامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرمافزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمهجامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمونهای آزمایشگاهی نشان میدهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از °C25 به °C450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشتتر و ناهمگن در آلیاژ میشود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونهها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانهها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان میدهد که اندازه دانهها برای مدت زمان
نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °C600 به میزان 5% و در دمای °C570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش مییابد.
فصل اول: اصول و کلیات
1-1- مقدمه
فرآوری نیمه جامد یک فرآیند تهیه فلزات و آلیاژها است که در چند سال اخیر توسعه سریعی داشته است. در این فرآیند آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت شرایط کنترل شدهای ذوب شده، سپس در دامنه انجماد آن به مذاب تنش برشی وارد میشود. اعمال تنش برشی در منطقه دو فازی منجر به تخریب ساختار شاخهای(دندریتی[1]) میشود و در نتیجه میتوان یک مخلوط مایع-جامد[2] را به قطعهای با ساختار غیر دندریتی تبدیل نمود [1].
به عنوان یک تعریف ساده، ریزساختار نیمهجامد شامل فازهای جامد اولیهای است که دارای مورفولوژی غیردندریتی و تقریباً کروی بوده و توسط زمینه یوتکتیکی احاطه شده است [2]. از ویژگیهای مهم فرآیندهای شكلدهی فلزات در حالت نیمهجامد میتوان به تخلخل كمتر و همچنین قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده اشاره کرد. همانطور که در شکل 1‑1 نشان داده شدهاست، این فرآیند از دیدگاه محدوده دمای کاری در حد میانی دو فرآیند ریختهگری و آهنگری قرار دارد. به بیان دیگر، دمای کاری در این فرآیند پایینتر از ریختهگری و بالاتر از آهنگری است.
از معایب عمده ریختهگری میتوان به موارد زیر اشاره کرد[3]:
1- وجود حفرههای گازی بدلیل حلالیت بالای گاز در مذاب با دمای بالا
2- ایجاد حفرههای انقباضی، یعنی تشکیل شاخههایی از فلز جامد در زمینهای از فلز مذاب موسوم به دندریت. این شاخه ها باعث بالا رفتن گرانروی مذاب شده و مانع تغذیه و پر شدن حفره ها میشود.
هر دو عامل فوق باعث پایین آمدن كیفیت قطعه تولیدی میشود.
آهنگری هم دارای محدودیتهایی به شرح زیر است [3]:
1-عدم توانایی تولید قطعات پیچیده
2-رویهم افتادگی[1] دیواره قطعات
3-نیاز به پرسهایی با تناژ بالا و در نتیجه افزایش هزینه تولید
فرآیندهای شکلدهی در حالت نیمهجامد در واقع به منظور برطرفکردن محدودیتهای دو روش اشاره شده میباشد. تولید قطعات با این فرآیند بخاطر خواص مفیدی که از خود نشان دادهاند از حدود 30 سال پیش مورد توجه قرار گرفته است [4].
1-1-1- روش های تولید مخلوط مذاب و جامد
ماده اولیه ورودی فرآیند و روش تهیه آن و نیز چگونگی شکلدهی این مواد، مهمترین مشخصههای کلیدی به منظور شناخت روشهای نیمهجامد هستند. در این فرآیندها، مخلوطی متشکل از ذرات جامد غیردندریتی پخش شده در فاز مذاب فلزی به عنوان ماده شروع کننده فرآیند مورد استفاده قرار میگیرد.
به طور کلی روشهای تولید دوغاب نیمهجامد به دو دسته تلاطمی و غیر تلاطمی (حرارتی) تقسیمبندی میشوند. روشهای همزدن مکانیکی[1]، همزدن مغناطیسی[2]، سطح شیبدار[3]، عملیات فراصوتی[4]، غلتک سرد کننده و گلولههای نسوز را میتوان از انواع روشهای تلاطمی برشمرد. روشهای اسپری کردن[5]، رئوکست نیمهجامد[6] و رئوکست جدید[7] از انواع روشهای غیرتلاطمی میباشند.
با توجه به اینکه در پایان نامه حاضر از روش سطح شیبدار خنککننده استفاده شده است، از این رو، توضیح جامعتری از این روش در ادامه خواهد آمد. به کارگیری سطح شیبدار خنككننده یكی از سادهترین و در عین حال جالبترین روشهای ابداعی برای تولید مخلوط مذاب-جامد و در نهایت تولید ریزساختار کروی است. توضیح در مورد این روش به این دلیل كه دقیقاً مفهوم سرعت تغییر شكل زاویهای (نرخ برش) و نیز مفهوم قانون لزجت نیوتن را در خود جای داده است، لازم و جالب توجه است. این روش یکی از روشهای جدید تولید قطعات از طریق فرآیند نیمه جامد بوده و به منظور تولید شمشهای تیکسوکست شده و قطعات رئوکست شده کاربرد دارد [4].
شکل 1‑2 تصویر طرحوار این روش را نشان میدهد. ریختهگری سطح شیبدار شامل ذوب کردن آلیاژ در یك كوره مناسب نظیر کوره القایی و سپس سرد کردن آهسته آن تا دمای معین، کمی بالای خط مذاب آلیاژ، است. به منظور تامین کسر جامد مشخص در انتهای سطح شیبدار، دمای بارریزی تعیین میشود. مذاب با حداقل دمای فوق گداز روی سطح شیبداری که معمولاً از جنس همان فلز مذاب است، ریخته میشود. سطح شیبدار معمولاً نسبت به خط افق زاویهای بین 30 تا º60 دارد. گاهی اوقات سطح شیبدار بوسیله گردش آب در قسمت زیرین آن، خنك میشود. توجه به این مورد ضروری است كه جریان بارریزی باید آرام باشد تا موجب لغزش لایههای آلیاژی روی یکدیگر شود. مذابی كه به انتهای سطح شیبدار میرسد به شکل مخلوطی از مذاب و جامد با ساختار غیردندریتی میباشد [5].
در روش سطح شیبدار خنككننده، تنش برشی بر اثر شیب سطح و نیروی وزن سیال تامین میشود. با تداوم اعمال تنش برشی، شاخههای بوجود آمده در مذاب نیمهجامد شكسته میشود و به تدریج كروی شكل میگردد. زاویه و طول سطح شیبدار، دمای بارریزی، نرخ بارریزی، جنس و دمای قالب، ارتفاع نازل تا سطح و میزان زبری سطح از عوامل مهم در روش سطح شیبدار میباشند. با افزایش زاویه سطح خنککننده، میزان نرخ برش و در نتیجه تلاطم ایجاد شده در مخلوط نیمهجامد افزایش مییابد. در مقابل، هر چه زاویه کمتر باشد مدت زمان سیلان ماده نیمهجامد بر روی سطح بیشتر میشود و در نتیجه احتمال دستیابی به ساختاری با درصد کرویت بالاتر و توزیع یکنواختتر، بیشتر خواهد بود. بعلاوه، طول سطح شیبدار بر مدت زمان اعمال برش تاثیر گذار است. در نتیجه، برای تعیین شرایط بهینه سطح شیبدار از نظر میزان و مدت زمان اعمال برش، باید تاثیر متقابل زاویه و طول سطح شیبدار در نظر گرفته شود. دمای بارریزی نیز دارای یک حد بهینه است که با توجه به طول سطح شیبدار و نیز قدرت خنککنندگی سطح تغییر می کند [6].
2-1-1- فرآیندهای تولید قطعه از مخلوط مذاب و جامد
فرآیند تولید نیمهجامد از مجموع دو فرآیند ریختهگری و شکلدادن تشکیل شده است. در مرحله ریختهگری، آلیاژ مذاب با دامنه انجماد وسیع یا نسبتاً وسیع آماده میشود و طی سرد شدن درمحدوده دو فازی جامد-مذاب تحت تلاطم قرار میگیرد. در این حالت، مخلوط یکنواختی از مذاب و جامد حاصل می شود. سپس مخلوط فوق به کمک یکی از روشهای شکلدادن فلزات مانند اکستروژن یا دایکاست به شکل مورد نظر تبدیل میشود. از آنجا که این مخلوط در مقایسه با روشهای شکلدادن فلزات جامد از مقاومت کمتری برخوردار است، از این رو، نیاز به نیروی شکلدهی کمتری دارد. فرآیند تولید در حالت نیمهجامد به دو روش مستقیم یا رئوکستینگ[1] یعنی ریختهگری با مخلوط مذاب و جامد و روش غیرمستقیم یا تیکسوفورمینگ[2] یعنی شکلدهی با شمش نیمهجامد تقسیمبندی می کنند. فرآیند شکلدهی با شمش نیمهجامد نیز خود به دو دسته آهنگری با شمش نیمهجامد[3] و ریختهگری با شمش نیمهجامد[4] تقسیم میشود.
تیكسوفورمینگ اصطلاحی است كه به فرآیند تولید یک قطعه از شمشی كه به صورت جزئی ذوب گردیده و به داخل قالب تزریق میشود، اطلاق میگردد. از این فرآیند برای تولید قطعات نزدیك به شكل نهایی[5] استفاده میشود. شمش مخصوص كه به صورت نیمهجامد است (به صورت جزئی ذوب گردیده)، دارای ذرات جامد با ساختار كروی شكل میباشد. در این روش پس از تهیه مذاب و اعمال تنش برشی در ناحیه دو فازی، مخلوط جامد- مذاب را به صورت شمش ریختهگری میکنند. سپس این شمشها تا دمای محیط سرد و به اندازههای دلخواه بریده میشوند. در عین حال، در این روش قبل از شکلدهی، شمشها را دوباره تا دمای نیمهجامد گرم و با اعمال فشار (از طریق تزریق در قالب یا آهنگری) شکل میدهند. اگر فرآیند تولید، شامل تزریق شمش مخصوص نیمه جامدی با کسر جامد پایین باشد به این فرآیند ریختهگری با شمش نیمهجامد میگویند. در مقابل، اگر در فرآیند تولید قطعه از شمشی با کسر جامد بالا استفاده شود، به این فرآیند آهنگری با شمش نیمهجامد میگویند. تصویر طرحوار این تعاریف در شکل 1‑3 آورده شده است.
فرآیند شکلدهی با شمش نیمهجامد شامل دو مرحله میباشد. مرحله اول که مهمتر است، حرارت دادن یكنواخت و كنترل شده شمش مخصوص میباشد. هدف این مرحله ذوب نمودن یكنواخت شمش مخصوص و تشكیل مخلوط مذاب و جامد همگن با كسر جامد مطلوب میباشد [7]. مرحله دوم، انتقال شمش به دستگاه تزریق ریختهگری با شمش نیمهجامد یا به داخل قالب میباشد. بعد از مرحله انجماد كامل مخلوط مذاب-جامد در قالب و تولید قطعه نهایی، این قطعه از قالب بیرون میآید و راهی مراحل بعدی تولید مانند ماشینكاری میشود [7].
برای این كه بتوان به یك شمش مخصوص در حالت نیمه جامد با خصوصیات فوق دست پیدا کرد باید پارامترهایی مانند دمای نگهداری، یكنواختی و همگنی در حرارت دادن مجدد و زمان اعمال این عملیات به شمش مخصوص به دقت تحت كنترل قرار گیرند. دمای نگهداری شمش مخصوص یا مخلوط مذاب-جامد تعیینكننده مقدار كسر جامد آن است. حرارت دهی بیش از این دما، باعث بالا رفتن دمای شمش مخصوص و به دنبال آن، پایین آمدن مقدار كسر جامد در مخلوط مذاب و جامد میشود كه نتیجه آن ناپایداری ساختار شكل جامد شمش مخصوص خواهد بود و باعث بروز مشكلات در حمل و نقل آن میشود. حرارت دادن در دمای كمتر از دمای مورد نظر باعث عدم ذوب شدن كامل شمش مخصوص و در نتیجه یكی شدن و به هم آمیختن و تشكیل فاز چند وجهی در استحاله یوتکتیکی میشود [7]. علاوه بر كنترل دما در مرحله حرارت دهی مجدد، یكنواختی و همگنی دما در سراسر شمش مخصوص نیز بسیار حائز اهمیت است، زیرا عدم یكنواختی و همگنی درجه حرارت باعث نوسان در مقدار كسر جامد و خصوصیات مخلوط مذاب-جامد میشود. همچنین این نوسانات علاوه بر داشتن تاثیر منفی بر روی خواص قطعه نهایی، باعث میشود که هنگام تزریق ماده به داخل قالب، دو فاز كاملاً مجزای جامد و مذاب به وجود آید كه اثرات منفی آن كاملاً واضح است. این عدم یكنواختی همچنین می تواند باعث ناپایداری شكل ظاهری جامد آن شود و مشكلات حمل و نقل بعدی را بوجود آورد. نمونهای از اثرات حرارتدهی ناهمگن كه به مشكل پافیلی شدن[1] معروف است، در شکل 1‑4 مشاهده میشود [7]. زمان حرارتدهی نیز باید به دقت كنترل شود