16156

16156

بررسي اثر فرايند ريخته گري دوشابي بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ آلومينيم-منيزيم

كارشناسي ارشد

ريخته‌گري

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر مرتضي تميزيفر - دكتر سيد محمدعلي بوترابي

مواد و متالورژي

چكيده ريخته‌گري دوشابي روشي نوين در ريخته‌گري در قالب‌هاي ماسه‌اي است كه در آن، هنگامي كه آلياژ هنوز در حالت مذاب است، قالب تحت پاشش آب قرار گرفته و شسته مي‌شود، به¬طوري كه آب مستقيماً در تماس با قطعه¬اي قرار مي¬گيرد كه لايه¬ي خارجي آن منجمد شده ولي درون آن هنوز مذاب است. به اين ترتيب با حذف فاصله¬ي هوايي و افزايش قابل‌توجه سرعت سرمايش و در نتيجه كاهش زمان انجماد، ريزساختار و درشت ساختار حاصل، دچار تغييرات اساسي مي‌شود. درنتيجه‌ي اين تغييرات، خواص مكانيكي آلياژ بهبود قابل‌توجهي پيدا خواهد كرد. در اين پژوهش پس از توليد يك قطعه از آلياژ آلومينيم-منيزيم به روش ريخته‌گري معمولي در قالب ماسه¬اي تر، با اعمال پاشش آب در زمان‌هاي 10، 20 و 30 ثانيه پس از بارريزي سه قطعه نيز از همان آلياژ به روش دوشابي توليد شد. در ادامه، پس از انجام آزمايش¬ها و آناليزهاي مورد نظر، ريزساختار و خواص مكانيكي اين قطعات، با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفت. بر اين اساس بهترين ريزساختار و خواص كششي در قطعه¬ي دوشاب¬شده پس از 10 ثانيه به¬دست آمد به¬طوري كه در مقايسه با قطعه¬ي معمولي، SDAS از mµ78 به mµ38 كاهش يافت. يوتكتيك تشكيل شده از شكل ضخيم و پيوسته به شكل ظريف و ناپيوسته تبديل شد. اندازه‌ي دانه‌ها كاهش يافت. حفرات گازي و انقباضي كاهش قابل‌توجهي پيدا كردند. به‌طوري كه چگالي آلياژ از g/〖cm〗^3 58/2 به g/〖cm〗^3 77/2 افزايش و درصد تخلخل از 3/9% به 8/1% كاهش يافت. استحكام تسليم از MPa 153 به MPa163، استحكام كششي نهايي از MPa188 به MPa 259 و درصد افزايش طول تا شكست از 3/2% به 12% افزايش يافت. سختي تغيير چنداني پيدا نكرد. واژه‌هاي كليدي: ريخته‌گري دوشابي، سرعت سرمايش، ريزساختار، SDAS، خواص مكانيكي

1395/09/29

Abstract: In this study, first, one casting of Al-Mg alloy was produced by conventional green sand mold casting process an​d then three casting of same alloy were produced by ablation casting process in the same green sand mold. In ablation casting, water spraying onto the mold were started at 10, 20 an​d 30 seconds after pouring of the molten alloy in the mold. The microstructure an​d tensile properties of these castings were compared with each other. According to this comparison, the best microstructure an​d tensile properties were obtained in casting that was ablated in 10 seconds after pouring so that in compared with conventional casting, SDAS was decreased from 78µm to 38µm. The eutectic phases were modified from coarse an​d continues morphology to fine an​d discontinues morphology. Gas an​d shrinkage porosity were decreased significantly, so that the density of alloy was increased from 2.58 g/cm3 to 2.77 g/cm3 an​d porosity percent was decreased from 9.3% to 1.8%. Yield strength, tensile strength an​d elongation were increased from 153 MPa to 163 MPa, from 188 MPa to 259 MPa an​d from 2.3% to 12%, respectively. Keywords: ablation casting, cooling rate, microstructure, SDAS, tensile properties