18684

۱۸۶۸۴

اثر استفاده از پرك در بهبود برد تغذيه در چدنهاي نشكن

كارشناسي ارشد

ريخته گري

اسفند ۱۳۹۶

دكتر سيد محمد علي بوترابي - دكتر سيد حسين رضوي

مواد و متالورژي

پرك‌هاي خنك‌كننده با داشتن سطوح انتقال حرارت گسترده، باعث ايجاد شيب دمايي مناسب در قطعه شده و از ايجاد حفرات‌انقباضي جلوگيري مي‌كنند و باعث افزايش برد تغذيه مي‌شوند. در اين پژوهش به بررسي نقش پرك در بهبود برد تغذيه در قطعه‌اي از جنس چدن نشكن پرداخته شده است. تغذيه از نوع استوانه‌اي كناري و نمونه صفحه‌اي شكل و داراي ابعاد ۶۰۰×۱۲۰×۲۰ ميلي‌متر بوده است. مدل در دو حالت بدون پرك و با ۸ پرك متقارن در دو طرف قسمت مركزي آن، درون ماسه تر قالب‌گيري شد. دماي بارريزي ℃۱۳۵۰ و تركيب چدن نشكن شامل C%۳/۳۸، Si%۲/۲۱ و Mg%۰/۰۴ با كربن معادل ۱/۴ درصد بود. براي بررسي برد تغذيه در دو نمونه‌ي پرك دار و بدون پرك، حفرات به وجود آمده در دو نمونه به‌طور كمّي و كيفي به‌وسيله‌ي آزمايش‌هاي چگالي سنجي، راديوگرافي و بررسي سطح شكست مورد ارزيابي قرار گرفتند. همچنين براي تحليل بهتر برد تغذيه از معيار كسر جامد بحراني و شيب دمايي اصلاح شده استفاده شده است. نتايج متالوگرافي نشان داد كه قطر متوسط كره‌هاي گرافيتي و تعداد آن‌ها در نمونه‌ي پرك دار به ترتيب μm۲۳/۵۵ و ۱۷۷ كره در واحد سطح و در نمونه‌ي بدون پرك μm۳۱/۳۱ و ۱۵۸ كره در واحد سطح شده است. اندازه‌ي و تعداد گرافيت‌ها در تمام مقاطع نمونه‌ي پرك دار تقريباً ثابت بوده است ولي اندازه‌ و تعداد گرافيت‌ها در مقطع مركزي نمونه‌ي بدون پرك به ترتيب μm۳۹/۰۶ و ۱۰۸كره در واحد سطح شده است. شبيه‌سازي حرارتي نيز نشان داد كه زمان توقف دما در استحاله‌ي يوتكتيك براي تمام قسمت‌هاي نمونه‌ي پرك دار نسبت به نمونه‌ي بدون پرك نزديك به ۱۰۰ ثانيه كاهش داشته است. همچنين بررسي كسر جامد بحراني و شيب دمايي اصلاح شده، نشان‌دهنده‌ي وقوع انقباض در مقطع مركزي نمونه‌ي بدون پرك است. تصاوير راديوگرافي و سطح شكست نمونه‌ي بدون پرك نشان داد كه در مركز نمونه، حفرات انقباضي لايه‌اي به وجود آمده است ولي در نمونه‌ي پرك دار حفرات انقباضي مشاهده نشده است. با مقايسه‌ي دو نمونه، مشخص شد كه افزودن پرك باعث افزايش فاكتور برد تغذيه از ۵/۹ به ۶/۷ شده است. به‌عبارت‌ديگر در اين تحقيق برد تغذيه بيش از ۱۳% افزايش يافته است كه نشان دهنده‌ي بهبود برد تغذيه در اين آلياژ است.

1397/01/28

4/17/2018 12:00:00 AM

In this study, the role of using the fin in improving the feeding distance in a ductile iron has been investigated. Riser was a side cylindrical and specimens were plateshaped with dimensions of 600×120×20mm. The model was molded in two ways with no fin and with 8 symmetric fins on both sides of its central part in the green sand. The pouring temperature was 1350℃, and the ductile iron composition was 3.38 %C, 2.21 %Si, 0.04 %Mg and %CE of 4.1%. In order to investigate feeding distance in two finned and non-finned samples, porosities of the two specimens were evaluated quantitatively and qualitatively by means of density, radiography and fractography tests. Also, for a better analysis of the feeding distance, the critical solids fraction and the modified temperature gradient have been used. Metallographic results showed that the average diameter of graphite and the nodule count in the finned sample were 23.55μm and 177 nodules per mm2 and in the nonfinned sample were 31.31μm and 158 nodules per mm2, respectively. The size and graphite nodule number in all sections of the sample was almost constant, but the size and graphite nodule number in the central section of the non-finned sample were 39.06μm and 108 nodules per mm2, respectively. Thermal simulations showed that the time of stopping the temperature in the Eutectic transformation for all parts of the finned sample was lower than the non-finned sample in about 100 seconds. Review the critical solid fraction and modified temperature gradient indicates shrinkage occurring in the central section of the non-finned sample. Radiographic and fracture surface images in a non-finned sample showed that in the center of the sample, layer porosity was formed, but no shrinkage porosity has been observed in the finned sample. By comparing two samples, it was found that the addition of fins increased the feeding distance factor from 5.9 to 6.7 . In other words, in this research, the feeding distance has increased by more than 13%, which could indicate an improvement in the feeding distance in this alloy.