شماره ركورد
19826
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۱۹۸۲۶
پديد آورنده
فرخ گلستان نژاد
عنوان
بررسي متغيرهاي موثر در انجماد نفوذي كنترل شده (CDS) آلياژ آلومينيم 2024
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ريخته گري
سال تحصيل
۹۴ - ۹۷
تاريخ دفاع
۱۳۹۵/۷/۲۴
استاد راهنما
دكتر مهدي ديواندري - دكتر حسن ثقفيان
دانشكده
مواد و متالورزي
چكيده
شكل ريزي آلياژهاي كارپذير آلومينيوم همواره مورد توجه بوده است. طي چهل سال گذشته، براي شكلريزي اين آلياژها از روشهاي فرآوري نيمهجامد استفاده شده است. از بين روشهاي مختلف فرآوري نيمهجامد، تنها تيكسوكستينك يا تيكسوفرمينگ قادر به توليد نزديك به شكل نهايي اين آلياژها بوده است كه به دليل بهرهوري پايين و نياز به استفاده از شمش¬هاي تيكسوتروپيك با اقبال صنعتي چنداني مواجه نشده است. فرآيند انجماد نفوذي كنترل شده (CDS)، يك نوآوري در توليد آلياژهاي آلومينيوم كارپذير محسوب ميشود كه طي آن با مخلوط كردن دو مذاب با جرم گرمايي مختلف، ريزساختاري غير دندريتي شبيه به آنچه از از طريق فرآيندهاي پيچيده¬ي نيمه جامد قابل دست¬يابي است حاصل مي¬شود. به رغم سادگي و بهره¬وري بالا، استفاده از اين فرايند مستلزم ايجاد توافقي بين بيشينه نرخ سرمايش و اختلاط كامل دو مذاب است. درپژوهش حاضر به منظور بررسي تأثير نرخ سرمايش بر اين فرآيند و بهينه كردن آن در فرآيند CDS آلياژ كارپذير 2024 در شش قالب چدني استوانهاي با ضخامتهاي 2، 4، 6، 8 و 10 ميليمتر، در شرايط يكسان به دو روش معمولي و CDS ريخته¬گري شد. با قراردادن يك ترموكوپل در ارتفاع و فاصله¬ي معيني از ديواره¬ي قالب¬ها، با استفاده از روش آناليز حرارتي كامپيوتري امكان ثبت منحني سرد شدن و اندازه¬گيري نرخ سرمايش فراهم شد. ريز ساختار نمونهها با استفاده از ميكروسكوپهاي نوري (OM) و الكتروني روبشي (SEM)، بررسي شد. نتايج حاكي از افزايش تمايل به اختلاط ناكامل با افزايش نرخ سرمايش است. بهترين حالت اختلاط با قالب mm1 و نرخ سرمايش oC/s 5/0 حاصل شد. چنين نرخ سرمايش پاييني منجر به طولاني شدن انجماد و ايجاد حفرات گازي و انقباضي در ساختار ميشود. در قالبهاي mm6 و mm8 با نرخ سرمايش oC/s 1.5 و oC/s 2.2 يك ريزساختار غيردندريتي عاري از حفرات (عيوب گازي و عيوب انقباضي) مشاهده شد. نتايج آناليز عنصري EDS نشان داد كه فرآيند CDS تاثير چنداني بر فازهاي بين فلزي ندارد.
واژههاي كليدي: تيكسوكستينگ؛ رئوكستينگ؛ انجماد نفوذي كنترلشده (CDS)؛ آلياژ آلومينيوم؛ نرخ سرمايش؛ نيمه جامد
تاريخ ورود اطلاعات
1397/10/03
عنوان به انگليسي
Investigation of effective variables on controlled diffusion solidification of aluminium alloy 2024
تاريخ بهره برداري
10/16/2018 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فرخ گلستان نژاد
چكيده به لاتين
The shaping of Aluminum Alloys has always been considered. semisolid processes have been used to form these alloys for the last forty years. Among the different methods of semisolid processing, only thixocasting or thixoforming has been able to produce close to the final shape with these alloys, which due to low productivity and the need to use ticsotropic ingots with little industrial effect has not been encountered. The Controlled diffusion solidification Process (CDS) is an innovation in the production of wrought aluminum alloys in which, by mixing two melt with different thermal masses, non-dendritic microstructure is similar to that obtainable through semi-solid complex processes Is obtained. Despite its simplicity and high utilization, the use of this process requires an agreement between the maximum cooling rate and the complete mixing of the two melt. In order to study the effect of the cooling rate on this process and its optimization in the process of the CDS of the 2024 alloy, six cast-iron cylindrical molded castings with thicknesses of 2, 4, 6, 8 and 10 mm, under the same conditions, were casting in both conventional and CDS process. By inserting a thermocouple at a height and a certain distance from the mold wall, using the computer thermal analysis method, it was possible to record the cooling curve and measure the cooling rate. The structure of the samples was analyzed using optical microscopes (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate an increase in the likelihood of incomplete mixing with an increase in cooling rates. The best mixing method with a 1mm mold and cooling rate was 0.5 ℃ / s. Such a low cooling rate leads to increase the time of solidification and the formation of gas mixtures in the structure. In molds of 6 mm and 8mm with a cooling rate of 1.5 ℃/ s and 2.2 ℃ / s, a non-dendritic microstructure free of gas defects was observed.
Elemental analysis of EDS showed that the CDS process has little effect on intermetallic phases.
Keywords: Thixocasting, reocasting, Controlled diffusion solidification (CDS), Aluminum Alloy, Cooling Rate, Semi-Solid