23772

بررسي تاثير عناصر منگنز و نيكل بر خواص مكانيكي آلياژهاي منگنز برنز

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1399

1399/10/8

دكتر مهدي ديواندري-دكتر سيد محمدعلي بوترابي

مهندسي مواد و متالورژي

آلومينيوم برنز¬ها يكي از اصلي¬ترين آلياژهاي پايه مس بوده و حاوي عناصر آلومينيم، منگنز، نيكل و آهن هستند. از جمله خواص اصلي آلومينيوم برنز¬ها مي¬توان به استحكام بالا و مقاومت به خوردگي عالي اشاره كرد. با توجه به خواص ذكر شده براي اين آلياژها و كاربرد آن¬ها در صنايع دريايي، در اين پژوهش به منظور بررسي اثر عنصر منگنز و نوع سيستم راهگاهي بر روي خواص مكانيكي، سه آلياژ با 8، 10 و 12 درصد وزني منگنز به صورت سرريز و كف ريز در نرم¬افزار پروكست شبيه¬سازي و سپس ريخته¬گري شد. با بررسي ريزساختار نمونه¬ها در ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي، فاز¬هاي α، β و رسوبات κ مشاهده شد. افزايش عنصر منگنز از 8 به 12 درصد باعث افزايش فاز β در ريزساختار شد. نتايج شكست نگاري نمونه¬ها نشان داد كه با افزايش منگنز، رسوبات κ بيشتر در مرزدانه¬ها تجمع كرده و اين موضوع تمايل به شكست مرزدانه¬اي را افزايش مي¬دهد. به منظور مقايسه قابليت اعتماد و تكرارپذيري نمونه¬ها، مدول ويبول دو متغيري از داده¬هاي آزمايش كشش مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه ميانگين شيب خط ويبول از 2/6 براي سيستم سرريز به 9 براي سيستم كف¬ريز افزايش يافت. بررسي داده¬هاي تست كشش نشان داد كه استحكام كششي در سيستم كف¬ريز نسبت به سيستم سرريز به دليل عدم تلاطم مذاب بهبود پيدا كرده است.

1399/10/21

12/28/2020 12:00:00 AM

Aluminum Bronzes alloys are one of the most major copper-based alloys and contain the elements aluminum, manganese, nickel and iron. high strength and excellent corrosion resistance are the main properties of aluminum bronze alloys. In this study, due to investigation the effect of manganese element and type of gating system, three alloys with 8, 10 and 12% wt manganese were simulated in PROCAST software and then cast. The speciments microstructure were investigated by optical microscope and scanning electron microscope (SEM). α-phases, β-phases and κ precipitates were observable after invedtigations. Increasing the element manganese from 8% wt to 12%wt, increased the β phase in the microstructure. Specimen’s fractography showed that with increasing of manganese, more κ precipitates accumulation occurs at grain boundaries which cause an increase in fracture tendency of grain boundary. In order to compare the reliability and repeatability of the speciments, two-variable Weibull modulus of the tensile test’s datas were investigated and the results showed that the average Weibull line slope increased from 6.2 for bottom filling system to 9 for top poured system. Examination of tensile test data showed that the tensile strength in bottom filling system compared to the top poured system has improved due to the lack of melt turbulence.

منگنز آلومينيم برنز , سيستم راهگاهي , مدول ويبول , فيلم اكسيدي

Mn-Al bronze , running system , bi film , Weibull modulus