11703

11703

بررسي عوامل موثر بر ساخت كامپوزيت ذره اي زمينه آلومينيومي درجه بندي شده (FGC) به روش

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد

بهمن ماه 1391

بهمن ماه 1391

دكتر محمد رضا ابوطالبي - دكتر محمد تقي صالحي

چكيده در اين پژوهش به بررسي اثر عوامل موثر بر ساخت كامپوزيت درجه بندي شده (Functionally Graded Composite) توليد شده به روش ريخته گري گريز از مركز پرداخته شده است. در بخش تحقيقات تجربي اثر كسر حجمي اوليه ي مقاوم ساز، جنس آلياژ زمينه، و سرعت چرخش بر توزيع ذرات كاربيد سيليسيم مطالعه شد. نمونه هايي به صورت بوش با زمينه اي از آلياژهاي آلومينيم A356 و A413 با كسر حجمي 10 و 20 درصد با دو سرعت 500 و 700 دور بر دقيقه توسط سيستم طراحي و ساخته شده ي گريز از مركز توليد شد. ميكروساختار و سختي نمونه ها بررسي شد. با استفاده از نرم افزارهاي Fluent و Procast به ترتيب حداقل سرعت مورد نياز براي چرخش قالب و نحوه ي انجماد و زمان آن مشخص شد و براي طراحي آزمايش ها از آنها استفاده شد. همچنين مدل سازي فرايند ساخت، با كد نويسي توسط نرم افزار MATLAB مورد بررسي قرار گرفت. در اين مدل معادلات جريان مذاب و انتقال حرارت به همراه انجماد به صورت همزمان حل شد و توزيع كسر حجمي ذرات ارزيابي شد. معادلات حاكم بر مدل، با استفاده از روش حجم محدود با شبكه ثابت (fixed-grid) گسسته سازي و معادلات جبري به دست آمده به روش تكرار حل شد. پيش بيني هاي مدل در مورد توزيع كسر حجمي ذرات مقاوم ساز در حين انجماد با نتايج تجربي حاصل از بخش تجربي مقايسه و تاييد شد. نتايج نشان داد كه در تمامي نمونه ها، يك منطقه ي خالي از ذرات در نواحي داخلي قطعه به وجود مي آيد و توزيع ذرات به سمت نواحي خارجي تر قطعه افزايش مي يابد. با افزايش سرعت چرخش قالب شيب توزيع بيشتر مي شود و كسر حجمي ذرات در نواحي نزديك به سطح خارجي افزايش مي يابد. ضخامت بيشتر از ذرات تجمع يافته با افزايش كسر حجمي اوليه امكان پذير است. جنس آلياژ زمينه نيز در نحوه ي توزيع موثر است. سختي بوش هاي توليد شده در سطح خارجي نمونه ها بيشترين مقدار خود را دارد كه با حركت به سمت مناطق مركزي از مقدار آن كاسته مي شود. بيشترين كسر حجمي و سختي حاصله در مقياس راكول B به ترتيب 33/44% و 48 است. واژه هاي كليدي: كامپوزيت درجه بندي شده، آلومينيم – كاربيد سيليسيم، ريخته گري گريز از مركز، ميكروساختار