17889

17889

اثر مقدار آلومينيم بر ساختار چدن نشكن توليد شده به روش منيزيم در راهگاه

كارشناسي ارشد

ريخته گري

ارديبهشت ماه 1396

دكتر مهدي ديواندري

مواد و متالورژي

تحقيق و توسعه گروه آلياژي چدن‌هاي حاوي آلومينيم و در اين گروه، چدن‌هاي حاوي آلومينيم‌ با گرافيت كروي و تأثير مقادير مختلف آن بر ريزساختار و خواص مكانيكي اين دسته از آلياژها، سال‌ها موردتوجه بوده است. ازجمله خواص قابل‌توجه اين چدن‌ها مي‌توان به چگالي كمتر، مقاومت به اكسيداسيون بالاتر در دماهاي مختلف، خواص مكانيكي برتر مانند سختي و مقاومت به سايش، مقاومت به خوردگي بيشتر در برخي از محيط‌هاي خورنده و همچنين قابليت توليد قطعات بسيار نازك نسبت به چدن با گرافيت كروي معمولي، اشاره كرد. با توجه به موارد مذكور، در اين پژوهش سعي شده است كه با اضافه كردن آلومينيم به مذاب چدن به روش كنترل‌شده و همچنين كاربرد روش افزودن منيزيم در راهگاه، تأثير مقادير مختلف آلومينيم (زير 8 درصد وزني)، بر ريزساختار و خواص مكانيكي چدن‌هاي با گرافيت كروي، بررسي گردد. بدين منظور، چدن با گرافيت كروي به ترتيب حاوي 0، 3/7، 5/5، 6/4 و 7/5 درصد وزني آلومينيم به‌صورت Y بلوك در ماسه معمولي و به روش منيزيم در راهگاه تهيه شد. پس از ريخته‌گري و آماده‌سازي نمونه‌ها بر اساس روش‌هاي متداول، ريزساختار چدن‌هاي توليدشده با استفاده از ميكروسكوپ‌هاي نوري (OM) و الكتروني روبشي (SEM)، موردبررسي قرار گرفت. تعيين تركيب شيميايي نمونه‌ها به‌وسيله آناليز عنصري كوانتومتري، همچنين طيف‌سنجي فلورسانس اشعه ايكس (XRF) و روش تعيين ميزان كربن و گوگرد (LECO) انجام شد. آزمون‌هاي سختي و ريزسختي بر روي نمونه‌ها اعمال گرديد. نتايج بررسي‌ها، بيانگر تغيير مورفولوژي پرليت رسوب‌كرده حين انجماد براثر افزايش مقدار آلومينيم ‌است، همچنين فاز پرليت و فريت به ترتيب افزايش سختي به ميزان 228 و 254 ويكرز را با افزايش آلومينيم از 0 تا 7/5 درصد وزني آلومينيم نشان مي‌دهد. افزايش تعداد گرافيت از 162 به 668 در واحد سطح، كاهش اندازه دانه از 21/4 به 8/8 ميكرومتر و درصد كروي بودن گرافيت‌ها از 65 به 48 درصد، با افزايش ميزان آلومينيم همچنين رسوب 2/4 درصد سمانتيت در نمونه فاقد آلومينيم، از ديگر نتايج قابل‌ذكر است.

1396/07/09

1/1/1900 12:00:00 AM

In this research, the effect of various amounts of aluminum on microstructure and matrix hardness of ductile cast irons produced by in-mold casting process is investigated. For this purpose, spherical graphite cast iron containing 0, 3.7, 5.5, 6.4 and 7.5 wt. % aluminum, respectively, were prepared in Y-block form via in-mold process. After casting, samples were prepared for microstructural studies, using conventional methods, and then were examined by optical and scanning electron microscopy (SEM). Chemical composition of samples were determined using quantometer, X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) plus carbon and sulfur determination method. Phase identification done by X-ray diffraction test (XRD). The results indicate changing of the precipitated pearlite morphology during solidification as the aluminum content increases. XRD test results indicates Fe3Al and then Fe3AlC phase form respectively besides of ferrite and graphite by increasing in aluminum. The results also confirmed the presence of FeAl phase. Pearlite and ferrite phases hardness increases, 228 and 254 Vickers, respectively, by increasing aluminum content from 0 to 7.5 wt. %. Increasing in number of spheres from 168 to 668 per square millimeter, reducing the grain size from 21.4 to 8.8 micrometers, and changing the percentage of spherical graphite from 65 to 48 percent, with increasing aluminum content, also deposition of 2.4% cementite in the case of non-aluminum Sample, are other noteworthy results.