28172

اثر افزودن جهت‌دار پليسه‌هاي تراشكاري سوپر آلياژ IN718 بر ريزساختار و چقرمگي چدن خاكستري

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- ريخته‌گري

1399

1402/01/30

دكتر سيد حسين رضوي

دكتر زهرا سادات سيد رئوفي

مهندسي متالورژي و مواد

امروزه به دليل نياز روز‌افزون صنعت به مواد با خواص مكانيكي و ريزساختاري مناسب بحث ارتقاء چدن، روزبه‌روز بيشتر مطرح مي‌شود. براي تقويت چدن با زمينه ترد تلاش‌هاي بسياري صورت گرفته است كه يكي از اين موارد مغزه گزاري مفتول‌ها فلزي در داخل زمينه ترد چدن است. اين كار به‌منظور بهبود خواص ريزساختاري و مكانيكي چدن صورت مي‌گيرد. در تحقيق حاضر براي مغزه گذاري تراشه‌هاي پيوسته سوپرآلياژ در داخل مذاب چدن، روش ريخته‌گري فوم فدا شونده انتخاب شد. تراشه‌هاي پيوسته سوپرآلياژ پس از چربي زدايي و تميز شدن به‌صورت افقي و در ابعاد مشخص در مدل فومي جاي‌گذاري و مذاب ريزي انجام شد. همراه با نمونه داراي تراشه براي مقايسه يك نمونه بدون تراشه نيز ريخته‌گري و سپس عمليات حرارتي نرماله در دماي 870 سيمه سلسيوس و زمان 45 دقيقه، بر روي هر دو نمونه ريختگي اعمال شد. در بررسي ريزساختار با ميكروسكوپ نوري در نمونه‌هاي بدون تراشه ريختگي، گرافيت‌هاي نوع A با زمينه پرليتي – فريتي و بعد از عمليات حرارتي ريزدانه شدن پرليت و ظريف‌تر شدن گرافيت مشاهده شد. در نمونه‌هاي داراي تراشه، فصل مشترك بين تقويت‌كننده و زمينه مورد بررسي قرار گرفت. گرافيت ورقه‌اي در نزديك فصل مشترك، ظريف‌تر و زمينه چدن در نزديك تراشه داراي پرليت و دور از تراشه تركيبي از پرليت و فريت با گرافيت نوع A بود كه با عمليات حرارتي، ظريف‌تر شدن گرافيت‌ها، افزايش گرافيت فشرده و ريزدانه شدن زمينه رؤيت شد. انرژي ضربه با افزودن تراشه نسبت به نمونه شاهد 52 درصد افزايش يافت و بعد از عمليات حرارتي در نمونه‌هاي بدون تراشه 9 درصد و نمونه‌هاي با تراشه 16 درصد افزايش انرژي ضربه مشاهده شد. سختي نمونه‌هاي بدون تراشه با نرماله كردن از 180 برينل به 208 برينل و در نمونه‌هاي داراي تراشه از 211 برينل به 244 برينل افزايش يافت. ميكرو سختي در فصل مشترك بسيار بالا بود. در بررسي با ميكروسكوپ الكتروني روبشي نفوذ نيكل و كروم از تراشه به سمت زمينه چدني و نفوذ عناصر آهن، كربن و سيليسيم از چدن به سمت تراشه كه باعث تشكيل فصل مشترك بين زمينه و تقويت‌كننده شده بود مشاهده شد.

1402/02/09

Effect of directional swarf addition of IN718 superalloy on microstructure and toughness of gray cast iron

4/18/2024 12:00:00 AM

Many efforts have been made to strengthen cast iron with a brittle matrix, one of which is the coring of soft metal wires inside the brittle cast iron. This work is done in order to improve the microstructural and mechanical properties of cast iron. In the current research, the sacrificial foam casting method was chosen for the coring of continuous super alloy swarfs inside the cast iron melt. The continuous super alloy swarfs were first degreased and cleaned, then placed horizontally and in specific dimensions in the foam model and casting of the melt was done. Along with the sample with swarf for comparison, a sample without swarf was also cast and then normalized heat treatment at 870°C and 45 minutes was applied on both samples. When examining the structure with an optical microscope in samples without swarf, A-type graphites with a pearlite-ferrite matrix were observed, and after heat treatment, the pearlite and graphite matrix became finer. In the samples with swarf, the graphite near the swarf was finer, the matrix near the swarf was pearlite and far from the swarf, it was a combination of pearlite and ferrite, which was seen with the heat treatment of the graphites becoming finer, graphite nodes increasing and the matrix becoming finer. With the addition of swarf, the impact energy increased by 52% compared to the sample without swarf, and after normalized heat treatment, the impact energy increased by 9% for the samples without swarf and 16% for the samples with swarf. The hardness of samples without swarf increased from 180HB to 208HB by normalization, and the hardness of samples with swarf increased from 211HB to 244HB. In the investigation with a scanning electron microscope, the diffusion of nickel and chromium from the swarf to the cast iron matrix and the diffusion of iron, carbon and silicon elements from the cast iron to the swarf, which caused the formation of the interface between the matrix and the reinforcement were observed.

مغزه گذاري چدن خاكستري، تقويت چدن با سوپرآلياژ، آزمايش ضربه چدن

Coring of gray cast iron, strengthening of cast iron with superalloy, superalloy swarf in cast iron

Mehdi Ranjbar

Dr.S.H.Razavi