21592

21592

بررسي تأثير فرآيند دوشابي بر ريز ساختار و سختي چدن نشكن پر آلومينيوم Fe-C-Al-Mg

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1395

1398/8/28

دكتر سيد محمدعلي بوترابي - دكتر حسن ثقفيان لاريجاني

مواد و متالورژي

ريخته گري دوشابي روشي جديد, به منظور بهبود نقايص ريخته گري ماسه‌اي از جمله وجود فاصله‌ي هوايي است. در اين روش قالب از جنس ماسه كه توسط چسب قابل انحلال در آب ساخته شده است, توسط يك سيال با ظرفيت حرارتي بالا مثل آب شسته شده و با حذف فاصله‌ي هوايي, قطعه به سرعت خنك مي‌شود. در اين پژوهش, تأثير اعمال فرآيند دوشابي بر ريز ساختار و خواص مكانيكي چدن نشكن حاوي 5/8 درصد آلومينيوم مورد بررسي قرار گرفت. به دليل اينكه اين خانواده از چدن‌هاي نشكن نسبتاً نو ظهور هستند, اطلاعات چنداني در رابطه با خواص گرافيتي و فازي آنها در دسترس نيست. به همين دليل در كنار انجام فرآيند دوشابي, ريخته گري سنتي نيز انجام شد و در نهايت خواص آنها با يكديگر مقايسه شد. بررسي‌هاي انجام شده نشان داد كه كاهش مدول ريختگي موجب شد تا تعداد كره‌هاي گرافيتي و ميزان كرويت آن‌ها افزايش و قطر ميانگين آنها كاهش بيابد. نمونه‌ي تختال 32 ميليمتر توليد شده به روش سنتي داراي 96 كره‌ي گرافيت در واحد سطح با قطر ميانگين 12/10 ميكرومتر, كرويت 2/46 درصد و SDAS معادل 95/36 ميكرومتر بود. اين در حاليست كه نمونه‌ي تسمه‌ي 2 ميلي متر, داراي 402 كره‌ي گرافيت در واحد سطح با قطر ميانگين 12/4 ميكرومتر, كرويت 1/90 درصد و SDAS معادل 98/10 ميكرومتر بود. انجام آناليز حرارتي درجا در سطح نمونه‌ي تختال سنتي و دوشابي نشان داد كه انجام فرآيند دوشابي, سرعت انجماد را از 35/3 به 19/12 درجه سانتي گراد بر ثانيه افزايش داده است كه اين امر موجب شد تا خواص ساختار گرافيتي و فازي آن با بهبود چشمگيري روبرو شود. نمونه‌ي تختال شماره 2 دوشابي داراي 372 كره‌ي گرافيتي در واحد سطح با قطر ميانگين 92/7 ميكرومتر, كرويت 86 درصد و SDAS معادل 9/13 ميكرومتر بود كه نشان مي‌دهد اعمال فرآيند دوشابي با موفقيت روبرو بوده است. ساختار فازي تمامي نمونه‌هاي توليد شده به روش سنتي و دوشابي اين آلياژ از پرليت كاپا با سختي بالا تشكيل شده است كه انجام فرآيند دوشابي, ضمن ايجاد ساختارهاي سختي همچون مارتنزيت اطراف گرافيت, ساختار پرليت را ظريف و فشرده‌تر كرده است و اين امر موجب شد تا سختي نمونه‌ي 32 ميلي متر دوشابي شماره 2 و 8 ميلي متر دوشابي از مقادير 344 و 451 ويكرز به 562 و 632 ويكرز برسد. واژه‌هاي كليدي: ريخته گري دوشابي، چدن نشكن پر آلومينيوم، ريز ساختار، آناليز حرارتي , سختي

1398/10/26

Investigating effect of ablation casting on microstructure and mechanical propertise of high aluminium ductile cast iron (Fe-C-Al-Mg)

1/16/2020 12:00:00 AM

Ablation casting is a new method, that removes defects of sand mould casting. In this method a fluid with high thermal capacity washes the mould which has made with water soluble binder. In this project, the effect of ablation casting on microstructure and mechanical propertise of Aluminium ductile cast iron with 8.5% Al was investigated. In this research, conventional sand casting carried out beside of ablation process and at the end, their propertise were compared to each other. The results show that as the casting modulus increases, The nodule count and nodularity decrease and graphite diameter increases. Plate which was produced with conventional casting, had 96 graphite nodules with graphite diameter around 10.12 micrometer. SDAS in this plate determined about 36.95 micrometer. 2 mm strip had 402 graphite nodules with graphite diameter around 4.12 micrometer which had 90% nodularity. SDAS of this strip determined around 10.98 micrometer. Performing thermal analysis on the surface of plates which produced with conventional and ablation casting, showed that ablation casting has increased cooling rate from 3.35 to 12.19 C°/S that improved nodule count. Ablated plate No.2 had 372 graphite nodules with graphite diameter around 7.92 micrometer which had 86% nodularity. SDAS of this plat determined around 13.9 micrometer that demonstrates that ablation casting was successful. Microstructure of all spiecments produced with conventional and ablation casting had hard kappa pearlite structure which ablation casting made it finner and harder. Beside that, ablation casting formed hard phases like Martensite around graphite nodules and because of that, hardness of 32 mm Plate No.2 and 8 mm strip which produced with ablation process raised from 344 and 451 vickers to 562 and 632 vickers. keywords: Ablation casting , High Aluminium ductile iron , Microstructure, Thermal analysis , Hardness