18883

۱۸۸۸۳

بررسي اثر مقدار ماده كروي كننده، دماي ريخته گري و ضخامت مقطع بر مورفولوژي گرافيت در روش منيزيم در راهگاه توپر

كارشناسي ارشد

ريخته گري

بهمن ۱۳۹۶

دكتر مهدي ديواندري

مواد و متالورژي

چكيده فرآيند ريخته‌گري توپر، مزايايي همچون حذف ماهيچه‌ها، حذف سطح جدايش، قالب¬گيري آسان، دقت ابعادي مناسب و امكان توليد تك ريز و انبوه دارد. از سوي ديگر فرآيند افزودن منيزيم در راهگاه نيز باعث افزايش درصد بازيابي منيزيم، كاهش تمايل به تشكيل كاربيد، ايجاد گرافيت‌هاي كروي با درصد كرويت مناسب و افزايش تعداد گرافيت‌هاي كروي مي¬گردد. اين تحقيق به روش تلفيقي فرآيند ريخته‌گري توپر با فرآيند افزودن منيزيم در راهگاه اختصاص دارد كه در آن آلياژ كروي‌كننده در سه مقدار 6/0، 8/0 و 1 درصد وزني مذاب براي توليد ميله‌‌هايي با قطرهاي 10، 20 و 30 ميلي¬متر و با ارتفاع 200 ميلي¬متر مورد استفاده قرار گرفت. ريخته‌گري اين ميله‌ها در دو دماي مختلف 1410 و 1440 درجه سانتي‌گراد انجام شد. سه مقطع از قسمت‌هاي مختلف هر يك از ميله‌هاي 10، 20 و 30 ميلي¬متري-كف ميله (نزديك‌ترين فاصله از راهباره)، وسط ميله (مقطع مياني) و انتهاي ميله (دورترين فاصله از راهباره)- بريده شد و سپس اين مقاطع مورد بررسي ريزساختاري قرار گرفت. از جمله مهم¬ترين نتايج به دست آمده در اين تحقيق مي¬توان به حضور دو ناحيه با گرافيت كروي و گرافيت غير كروي در ارتفاع مقاطع توليد شده، كاهش وسعت ناحيه با گرافيت غير كروي با افزايش دماي بارريزي و با افزايش مقدار ماده كروي¬كننده، بالا بودن ميانگين تعداد گرافيت‌هاي كروي در واحد سطح در ناحيه با گرافيت كروي در همه ميله¬هاي ريخته شده در هر دو دماي بارريزي 1410 و 1440 درجه سانتي‌گراد و هر سه مقدار مختلف ماده كروي كننده (6/0، 8/0 و 1 درصد) و بهبود مورفولوژي گرافيت در ناحيه با گرافيت كروي در اثر كاهش دماي بارريزي اشاره نمود. جزييات شكل، اندازه و نحوه توزيع گرافيت در مقاطع مختلف هر يك از ميله¬هاي توليد شده، گزارش و نحوه و شرايط انحلال ماده كروي‌كننده در قسمت¬هاي مختلف قطعه متفاوت است. هم¬چنين الگوي احتمالي حركت مذاب واكنش كرده و شرايط تبخير فوم پلي استايرين مورد بحث قرار گرفته است. واژه‌هاي كليدي: چدن نشكن، روش منيزيم در راهگاه توپر ، دماي ريخته¬گري، ضخامت مقطع، ماده كروي‌كننده، توزيع گرافيت، فوم پلي استايرين.

1397/02/25

5/15/2018 12:00:00 AM

Abstract: Lost foam casting (LFC) process is privileged as it can provide simple molding practice, by elimination of cores and parting planes, proper dimensional accuracy and the adaptability with either customized or mass production. The In-mold method of adding spheroidizing agents to make ductile iron can also be comparatively more efficient, reduce the tendency to formation of carbides, increase the number of nodules and promote nodularity. To integrate the In-mold method with the LFC process, the spheroidizing agent was added in three quantities of 0.6, 0.8 and 1 wt.% of the total melt to produce test bars of 10, 20 and 30 mm diameters, and 200 mm height. The casting was carried out at two different temperatures of 1410 °C and 1440 °C. The bottom (near to gate), the middle and the top sections of the bar (the furthest distance from the gate) were then examined using optical microscopes. It was clearly evidenced co-presence of areas of spherical and non-spherical graphite at the different sections with decreasing the area ratio of non spherical graphite area by increasing both pouring temperature and the amount of spheroidizing agent. The average nodule count in the spherical graphite area in all the conditions was high. The improvement in graphite morphology in the spherical graphite area was attributed to the reduction in the pouring temperature. Details of the shape, size, and distribution of graphite in different sections has been reported. It seems the conditions for the dissolution of the spheroidizing material in different parts of the specimen is different. A possible pattern of reacted molten motion and the conditions of polystyrene foam evaporation are also discussed. Keywords: Ductile cast iron, In mold lost foam process, Pouring temperature, Section thickness, Spheroidizing material, Graphite distribution, Polystyrene foam.