26533

بررسي اثر نسبت مذاب به جامد و دماي ريخته گري در ساختار فصل مشترك در دو فلزي هاي آلومينيم 413 و آلياز پايه مس

كارشناسي ارشد

مواد و متالورژي

1398-1400

1400/9/30

دكتر محمد علي بوترابي

مواد و متالورژي

كاربرد روزافزون فلز آلومينيم در كنار نياز به توليد قطعات فلزي با وزن كمتر،منجر به توسعه‌ي روش‌هاي ايجاد اتصال بين اين فلز و فلزات ديگر شده است. ريخته‌گريمركب فرآيندي است كه جهت توليد دوفلزي هاي مختلف به كار مي رود. در اين فرآيندجامد يك فلز داخل قالب قرار گرفته و مذاب فلز دوم داخل قالب ريخته‌گري مي گردد.شرط ايجاد اتصال در اين روش، ايجاد يك ناحيه انتقالي پيوسته در فصل مشترك دو فلزاست. اين پايان نامه به بررسي فصل مشترك به وجود آمده در دوفلزيهاي آلومينيم/برنجو آلومينيم/آلومينيم و آلومينيم/چدن توسط فرايند ريخته‌گري مركب پرداخته است. مذابآلومينيم خالص در 3 نسبت حجمي 3 ، 5 و 8 در دو سري با دماهاي بارريزي متفاوت 700 و750 درجه سلسيوس، گرد مغزه‌ي فلزي به قطر 20 ميلي‌متر و ارتفاع 150 ميلي‌متر ريخته‌گريشد. ريزساختار فصل مشترك دوفلزي ها توسط ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و دستگاه XRD مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد كه اندركنشمذاب و جامد، به جز در دوفلزي هايآلومينيم/برنج با نسبت حجمي 8، در ساير نمونه‌ها تشكيل يك ناحيه‌ي نفوذي و متعاقبآن يك لايه‌ي انتقالي پيوسته داده است. در دوفلزي آلومينيم/برنج ، پنج لايه‌يواكنشي به ترتيب از طرف مغزه‌ي برنجي تا آلومينيم اطراف شامل سه لايه‌ي تركيب بينفلزي CuZn، Al4Cu3Zn، Al2Cu، يك لايه‌ي يوتكتيك و نهايتاً لايه‌يدندريت + يوتكتيك بود. طبق نتايج بدست آمده افزايش دما و نسبت حجمي مذاب/جامد سببافزايش ضخامت همه ي لايه ها مي گردد. فصلمشترك دوفلزي آلومينيم/آلومينيم جز وجود نواحي كوچك يوتكتيك در برخي نمونه‌ها، لايه‌يواكنشي نداشت، اما تشكيل ناحيه انتقالي توسط آناليز EDS تاييد گرديد. در فصل مشترك دوفلزي هايآلومينيم/چدن لايه اي از تركيب بين فلزي Fe2Al5 بوجود آمده بود كه در نمونه هاي با دما ونسبت حجمي بالاتر، از يكنواختي و ضخامت بيشتري برخوردار بود. به جز دوفلزي هايآلومينيم/چدن، فصل مشترك نمونه‌هايي كه در دماي بارريزي كمتر توليد شده و داراي نسبتحجمي مذاب/جامد پايين‌تري بودند، عيوب كمتر و اتصال بهتري نسبت به ساير نمونه‌ها داشت‌اند.

1401/03/04

Investigation of the effect of melt /solid volume ratio and casting temperature on the interface of aluminum 413 and copper base alloy

12/21/2022 12:00:00 AM

Abstract The increasing use of aluminum, along with the need to produce lighter metal parts, has led to the development of bonding methods between this metal and other metals. Compound casting is a process used to produce various bimetals. In this process, the first metal, in solid form, is inserted into the mold and the molten second one enters the casting mold. Creating bonding in this method needs a continuous transition zone at the interface between the two metals. This thesis investigates the intersection created in aluminum/ copper alloy bimetals through compound casting process. The aluminum alloy used is 413 and was cast in 3 volume ratios of 3, 8 and 15 in three series with different pouring temperatures of 680, 750 and 800 ° C respectively, around copper core with a 5-mm diameter and a height of 150 mm. The microstructure of the intersection, then, was studied both by optical, and scanning electron microscopes. It was observed that the interaction of melt and solid in the samples forms a diffusion zone which can include intermetallic layers such as Al2Cu (θ) and AlCu (η). Having increased the pouring temperature as well as the ratio of melt to solid, the thickness of the diffusion layers is increased. In addition, the best samples, in terms of connection, are the one which is produced at 750 °C and a volume ratio of 8, and the sample which is produced with a volume ratio of 15 and a pouring temperature of 680 °C.

ريخته گري مركب , دوفلزي آلومينيم /مس , فصل مشترك , تركيبات بين فلزي , سيليسيم

Compound casting , Aluminum 413 / Copper bimetal , interface , Intermetallic Compounds , Silicon

Mohammad Ali Amani

Dr. Mohammad Ali Boutorabi