15433

65454654

بررسي فصل مشترك دوفلزي آلومينيم/برنج توليد شده به روش ريخته¬گري گريز از مركز عمودي

كارشناسي ارشد

مواد - ريخته گري

بهمن 1394

بهمن 1394

دكتر مهدي ديواندري

دكتر محمدتقي صالحي

چكيده استفاده از كامپوزيت تشكيل شده از فلزات غيرمشابه در طراحي سازه¬ها و صنايع نظامي كه تحت شرايط مخرب محيطي شامل خوردگي، حرارت و سايش كار مي¬كنند رايج است. لوله¬هاي دوفلزي به عنوان راه حلي اقتصادي براي انتقال حرارت در اين محيط¬ها به حساب آمده و براي نائل آمدن به آن، فلزات مقاوم به خوردگي نظير برنج را مي¬توان با فلزات ارزان¬تر، مانند آلومينيم، تركيب كرد. در اين تحقيق براي ساخت جفت فلزي آلومينيم-برنج به روش ريخته¬گري مركب، از دستگاه ريخته¬گري گريز از مركز عمودي استفاده شد. دماي پيش¬گرم بوش برنجي، نسبت حجمي (مذاب به جامد) و سرعت دوران به عنوان متغيرهاي اصلي مورد بررسي قرار گرفتند. براي نيل به اين هدف، مذاب آلومينيم با درجه حرارت 700 درجه¬ي سانتي¬گراد با نسبت¬هاي حجمي 5/1 و 5/2 درون بوش¬هاي برنجي پيش¬گرم شده در محدوده دمايي 100-400 درجه¬ي سانتي¬گراد و در حال چرخش با سرعت¬هاي دوران 800، 1600 و 2000 دور بر دقيقه ريخته¬گري شد. افزايش سرعت چرخش و كاهش محتواي حرارتي (شامل دماي پيش¬گرم بوش و نسبت حجمي) منجر به كاهش ضخامت فصل مشترك شد. آناليز EDS نمونه¬ها نشان داد، فصل مشترك (از سمت برنج) متشكل از دو لايه¬ي پيوسته Al3Cu5Zn4 و Al3Cu3Zn، رسوبات صفحه¬اي شكل Al3Cu و نهايتا ساختار يوتكتيك غيرعادي α-Al-Al3Cu در مجاورت آلومينيم است. تشكيل فصل مشترك در تحقيق حاضر ناشي از شرايط انحلالي ويژه¬اي است كه توسط نيروهاي چندگانه¬ي مكانيكي دخيل و همچنين نفوذ در انتهاي فرآيند انجماد تامين مي¬شود. اندازه-گيري¬هاي ميكروسختي نشان داد كه ميزان سختي در عرض فصل مشترك از يك روند نزولي پيروي مي-كند به گونه¬اي كه بالاترين سختي مربوط به نواحي مجاور برنج و كم¬ترين ميزان سختي متعلق به نواحي مجاور آلومينيم ثبت شد. استحكام پيوند تشكيل شده با استفاده از دستگاه تست فشار مورد ارزيابي قرار گرفت و تنش گسيختگي فصل مشترك در محدوده¬ي 110-97 مگا پاسكال اندازه¬گيري شد. روند ايجاد تماس بين دو فلز با پارگي اكسيد ذاتي سطح مذاب آغاز شده و بدينسان يك حمام فلز مايع در اين ناحيه بوجود مي¬آيد. مذاب آلومينيم كه داراي انرژي حرارتي زيادي است به محض لمس ديواره¬ي بوش، اتم¬هاي مس و روي را حل مي¬كند. بدين ترتيب، شرايط براي تشكيل محلول با نقطه¬ي ذوب پايين فراهم شده و اين محلول كه حاوي عناصر سه¬گانه¬ي آلومينيم، مس و روي است با جريان يافتن بواسطه¬ي اعمال نيروهاي گريز از مركز و كوريوليس با آلومينيم مايع تلفيق مي¬شود. كلمات كليدي: آلومينيم، برنج، ريخته¬گري گريز از مركز، فصل مشترك، انحلال