18908

۱۸۹۰۸

تاثير دمش گاز خنثي بر ساختار و خواص مكانيكي آلياژ Al-4.3%Cu در فرآيند نيمه جامد

كارشناسي ارشد

ريخته گري

۱۳۹۷/۲/۱۰

دكتر سعيد قدرت نما شبستري

مواد و متالورژي

فرآيندهاي نيمه جامد از جمله فرآيندهاي نوين در ريخته‌گري فلزات محسوب مي‌گردند. فرآيندهاي متنوعي براي توليد آلياژ نيمه جامد ابداع شده‌اند. يكي از اين فرآيندها، فرآيند دمش گاز خنثي (GISS) است. در اين فرآيند لوله گرافيتي متخلخل درون مذاب با دماي بالاي خط منحني مايع قرار گرفته و سپس گاز خنثي به درون مذاب دميده مي‌شود. يكي از آلياژهاي مورد توجه براي انجام فرآيند نيمه جامد آلياژهاي گروه آلومينيم-مس هستند. اين آلياژها بدليل داشتن چگالي پايين و خواص استحكامي بالا، در صنايع مورد توجه قرار دارند. در تحقيق حاضر تاثير فرآيند دمش گاز خنثي بر ساختار و خواص مكانيكي آلياژ Al-4.3%Cu مورد بررسي قرار گرفت و شرايط بهينه براي انجام عمليات ارائه شد. به منظور تعيين شرايط بهينه عمليات نيمه‌جامد دمش گاز خنثي، تزريق گاز در دبي، مدت زمان و دماهاي تزريق مختلف انجام شد. با بررسي‌هاي ريزساختاري تصاوير حاصل از ميكروسكوپ نوري و انجام آناليز تصويري، شرايط بهينه عمليات GISS تعيين شد. تغيير ريزساختار آلياژ از حالت كاملا دندريتي به كروي در اثر اعمال فرآيند GISS از نتايج حاصل از اين تحقيق است. با اعمال فرآيند دمش گاز خنثي تحت شرايط بهينه ريز ساختار كروي فاز α-Al با ميزان كرويت 79/0 و ميانگين اندازه ذرات برابر با 2/107 ميكرومتر و ميانگين تعداد ذرات در واحد سطح برابر با 172 حاصل شد. همچنين نتايج آزمون كشش نشانگر افزايش بيش از 10 درصد در ميزان ماكزيمم استحكام آلياژ و همچنين افزايش 22 درصد قابليت شكل‌پذيري آلياژ در اثر اعمال فرآيند GISS در شرايط بهينه است. واژه‌هاي كليدي: فرآيند نيمه جامد، فرآيند دمش گاز خنثي (GISS)، آلياژهاي آلومينيم-مس، ساختار كروي، خواص مكانيكي.

1397/03/08

5/29/2018 12:00:00 AM

Semi solid processes are one of the new processes in casting. There is different method invented for semi solid process. The gas induced semi solid process is one of them. In this process graphite diffuser induced fine gas bubbles into the molten metal just above the liquidus temperature. The Al_Cu family are one of the favorite for semi solid process. The 2xx family are in favor in industries for having a low density and high mechanical propertis. The effect of gas induced semi solid process(GISS) on microstructure and mechanical propertis Al_4.3%Cu have been studied in this work and the optimum condition for process illustrated. In order to determine the optimum condition, influences of different inert gas ingection flow rates, time and different molten metal temperature have been investigated. The optimum condition of GISS process have been set by studying the microstructure with optical microscope and image analysis. Changing the microstructure from dendritic to globular was the result of GISS process. Results shows that the globularity of 0.79 and average grain size of 107.2 micrometer and average grain number of 172 is stablished. Also the results of mechanical test show 10% increase in UTS and 22% increase in elongation in order of GISS process effect. Keywords: Semi solid process, Gas induced semi solid(GISS), Aluminum-copper alloys, Globular structure, Mechnical propertis.