20768

۲۰۷۶۸

بررسي ريزساختار و خواص كششي چدن نشكن نوردي ديواره نازك توليد شده به روش دوشابي و معمولي

كارشناسي ارشد

انتخاب و شناسايي مواد فلزي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۸/۲۸

دكتر سيد محمد علي بوترابي

مواد و متالورژي

چدن نشكن يكي از انواع پركاربرد آلياژهاي آهني است. اين آلياژ كاربرد گسترده¬اي در صنايع خودرو سازي و ساير صنايع مهم و مادر دارد. هدف از اين پژوهش، بررسي امكان افزايش استحكام و ازدياد طول نسبي چدن نشكن غير آلياژي جدار نازك به واسطه بهبود ريزساختار نسبت به ريخته¬گري در ماسه است. همچنين قابليت شكل¬پذيري چدن جدار نازك پس از بهبود ريزساختار مورد بررسي قرار گرفت. در اين پژوهش، از روش ريخته¬گري معمولي و دوشابي جهت ريخته¬گري قطعات چدني جدار نازك استفاده شده است. همچنين جهت بررسي تأثير جوانه¬زاهاي مختلف بر ريزساختار از جوانه¬زا بارينوك، زيرسينوك و سوپرسيد در اين پروژه استفاده شد. در اين پروژه از مذاب با كربن معادل 39/4 استفاده شد. در روش ريخته¬گري دوشابي، به دليل مدول كم نمونه¬ها، بلافاصله بعد از ذوب¬ريزي، قالب با فشار آب شسته شده و انتقال حرارت از قطعه توسط آب صورت گرفت. با توجه به مدول بسيار پايين قطعه با ضخامت يك ميليمتر، ريخته¬گري دوشابي تأثيري بر روي ريزساختار اين قطعه نداشته است. سرعت سرد شدن در اين روش 1/3 برابر روش ريخته¬گري معمول است. با افزايش سرعت سرد شدن، مورفولوژي ريزساختار تغيير، تعداد گرافيت¬هاي كروي در واحد سطح، ميزان كرويت به صورت چشمگيري افزايش و اندازه ميانگين قطر گرافيت، فاصله بين لايه¬هاي پرليت و فواصل بازوهاي دندريت كاهش يافت. نتايج بدست آمده از آزمون كشش نشان مي¬دهد در اثر تغيير نوع ريخته¬گري از معمولي به دوشابي مقدار استحكام كششي از Mpa 575 تا Mpa694 در نمونه¬هاي 4 ميليمتري افزايش پيدا مي¬كند. همچنين در نمونه¬هاي 8 ميليمتري، مقدار استحكام كششي از Mpa 539 به مقدار Mpa 624 رسيده است. همچنين آزمون كشش استخراج شده از نمونه هاي ريخته گري ساده و دوشابي نشان داد حداكثر مقدار استحكام كششي در نمونه 4 ميليمتري و به مقدار Mpa 1257 است كه اين مقدار در نمونه 8 ميليمتري Mpa 873 است. بيشترين درصد ازدياد طول نسبي مربوط به نمونه نورد شده با ضخامت اوليه 8 ميليمتر و به ميزان 4/16 است. نتايج بدست آمده حاكي از اين است كه اعمال روش دوشابي بر روي ريخته¬گري قطعات جدار نازك چدني، باعث بهبود ريزساختار، افزايش چقرمگي كشش و بهبود كارپذيري قطعات چدني شده است.

1398/04/05

Investigation of Microstructure and Tensile Properties of Thin-wall Rolled Ductile Iron Produce by Sand and Ablation Casting

11/19/2018 12:00:00 AM

Ductile iron is one of the most common used iron alloy which has a vast application in the automotive industry and other important industries.The aim of present work is to investigate the feasibility of enhancement of strength and ductility of thin walled ductile iron by improvement of the microstructure in comparison with the sand casting. Also the formability of thin walled iron after improvement of the microstructure is investigated. In this project, sand and ablation casting methods have been used to cast thin-wall cast iron components. Different types of grain refiners such as Barinoc, zircinoc and superseed were used to investigate their effects on the microstructure. In this work, the melt with 4.39 CE (Carbon Equivalent) was used. In the ablation method, due to the low modulate of the specimens, the mold has been washed and the heat transfers through water. Because of the low modulate of the 1-mm specimen, ablation casting had no effect on the microstructure. The cooling rate in ablation casting is 3.1 times higher than sand casting. By increasing the cooling rate, the microstructure’s morphology changed, the amount of nodule count and nodularity incremented significantly and the graphite size, pearlite interlamellar spacing and dendrite arm spacing reduced. Tensile results show that the Ultimate Tensile Strength of the 4-mm ablation-casted specimen (694 MPa) is 20% higher than sand-casted specimen (575 MPa). Moreover, in 8-mm specimen, the UTS of Ablation method is 15.7% higher than sand casting method. Furthermore, the UTS of 4-mm and 8-mm rolled specimen is 1257 MPa and 873 MPa, respectively. In addition, the maximum elongation is attributed to the rolled-specimen with 8-mm thickness and it is 16.4%. The results reveals that the ablation casting of thin-wall cast iron specimen improves the microstructure, tensile toughness and workability of cast iron specimen.