11867

بررسي عوامل موثر بر ايجاد ترك گرم در آلياژ هاي آلومينيوم

1399

سعيد شبستري قدرتنما

ندارد

عليرغم بيش از 60 سال پيشرفت در فناوري ريخته گري، برخي مشكلات ذاتي ناشي از سرعت بالاي سرمايش هميشه همراه با توليد قطعات است. برخي از اين مشكلات عبارتند: درشت جدايش ، پارگي داغ(ترك گرم) و ترك هاي سرد. دو عيب آخر نشان دهنده از بين رفتن سالم بودن و يكپارچگي قطعه است. درك بهتر مكانيسم‌هاي ايجاد عيب ممكن است كيفيت و بهره وري از ريخته گري مستقيم سرد را به ميزان قابل توجهي بهبود بخشد. به نظر مي‌رسد اين درك بدون يك رويكرد تحقيقاتي يكپارچه كه شامل مطالعه تجربي و عددي شكل گيري ساختار در شرايط مختلف فرايند همراه با اصول استحكام است، غيرممكن است. ترك هاي گرم (يا پارگي) نشان دهنده شكست برگشت ناپذير مواد نيمه جامد به دليل وجود تنش هاي كششي ناشي از انقباض حرارتي ناهموار ريخته گري در تركيب با تغذيه ناكافي انقباض انجماد در فاز مايع است. تشكيل ترك گرم بستگي به فرآيندهايي دارد كه در طول انجماد رخ مي دهد (انقباض هنگام تبديل مايع به جامد، جريان مذاب در مواد نيمه جامد)]1[. به بيان بهتر بروز ترك گرم با انقباض حرارتي فاز جامد و عدم تغذيه فاز مايع در طول انجماد مشخص شده است كه ويژگي هاي ساختاري مانند اندازه دانه و ميزان يوتكتيك هاي نامتعادل بر هر دو پديده دخيل در ايجاد ترك گرم تأثير مي گذارد. نتايج تجربي و شبيه سازي كامپيوتري براي طيف وسيعي از مدل ها و آلياژهاي آلومينيوم تجاري ارائه شده است. نتايج هم در آزمايش هاي كوچك در مقياس كوچك و هم در قالب ريخته گري مستقيم در مقياس صنعتي به دست مي آيد. نتايج نشان داده است كه ريزدانه سازي حساسيت به ايجاد ترك گرم آلياژهاي آلومينيوم را از طريق كاهش دماي شروع انقباض حرارتي و افزايش نفوذپذيري ناحيه خميري كاهش مي دهد]1[. اين كه بتوان ترك گرم را پيش بيني كرد، از لحاظ تجاري كاربردي و بسيار مهم است. براي دهه ها تلاش شده است تا معيارها و مدل هاي ترك گرم توسعه داده شود و آنها را در مدل هاي شبيه سازي ريخته گري پياده سازي كرده و در نهايت بتوان آن را پيش بيني كرد. بر اساس نظريه هاي مختلف در مورد مكانيسم هاي ايجاد ترك گرم، معيارهاي ترك گرم را مي توان در چهار گروه طبقه بندي كرد: 1) معيارهاي مبتني بر فشار، 2) معيارهاي مبتني بر تنش، 3) معيارهاي مبتني بر نرخ كرنش و 4) معيارهاي مبتني بر اصول غير مكانيكي اكثر معيارها مي توانند حساسيت پاره شدن داغ برخي از آلياژهاي دوتايي را نسبت به حساسيت تركيب آنها پيش‌بيني كنند، يعني منحني لامبدا كه حداكثر حساسيت را براي يك محدوده تركيب مشخص نشان مي‌دهد. با اين حال، هنگامي كه به ساير پارامترهاي فرايند توجه مي شود، نتايج رضايت بخش نيست. علاوه بر اين متأسفانه، هيچ يك از مدل هاي موجود نمي توانند پيش بيني كنند كه آيا ترك گرم رخ مي دهد يا خير. يك مدل پيش بيني ترك گرم عمومي، قوي و قابل اعتماد هنوز در دسترس نيست. پيشنهاد مي شود كه هنگام ايجاد يك مدل و معيار پارگي داغ، مكانيسم هاي هسته زايي و انتشار يك ترك در نظر گرفته شود. از سوي ديگر، محدوديت مدل هاي موجود نشان دهنده نياز به داده هاي ورودي قابل اعتماد و كمي است كه به راحتي در دسترس نيستند و نياز به اندازه گيري تجربي دارند

5/10/2021 12:00:00 AM

78252

1401/12/21

Investigating factors affecting the formation of hot cracks in aluminum alloys

آلياژ هاي آلومينيم , عيوب ريخته گري , ترك گرم , جوانه سازي , بهساز , اندازه دانه

AL alloy , Casting defects , hot tear , modifier , nucleate