9789

9789

بررسي عوامل مؤثر بر اتصال در فصل مشتركAl/Mg در فرآيند ريخته گري مركب

دكتري

مهندسي مواد

ارديبهشت 1391

ارديبهشت 1391

دكتر مهدي ديواندري- دكتر سيد حسين رضوي

چكيده در اين تحقيق، به منظور مطالعه فصل مشترك فلزات غير همجنس آلومينيم و منيزيم در فرآيند ريخته-گري مركب، دو دسته از آزمايشات طراحي و انجام شدند. دسته اول، آزمايشاتي بودند كه با هدف بررسي چگونگي شرايط انتقال حرارت بين مذاب و جامد در فصل مشترك، به روش غوطه¬وري انجام شدند. در اين آزمايشات از اندازه¬گيري شار حرارتي در فصل مشترك جامد/مذاب، به عنوان معياري براي بررسي كيفي وضعيت ترشوندگي در فصل مشترك، استفاده شد و تأثير متغيرهايي همچون زبري سطح و عنصر آلياژي سيليسيم در آلياژ مغزه، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده در خصوص نحوه تغييرات شار حرارتي در فصل مشترك با زبري سطح مغزه جامد، حاكي از ترشوندگي مناسب سطح مغزه¬هاي آلومينيم خالص و آلياژ 413 آلومينيم با مذاب منيزيم است. دسته دوم آزمايشات، با هدف بررسي چگونگي اتصال و تشكيل فصل مشترك بين جامد و مذاب در فرآيند ريخته¬گري مركب، طراحي و انجام شدند. در اين آزمايشات، تأثير متغيرهايي همچون نسبت حجمي مذاب به جامد، گراديان دمايي مذاب در درون قالب، استفاده از روش ريخته¬گري توپر و همچنين نوع آلياژ آلومينيم (آلومينيم خالص و آلياژ 413 آلومينيم) بر وضعيت فصل مشترك، مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج بدست آمده از اين آزمايشات، حاكي از آن است كه ايجاد اتصال بين فلزات آلومينيم و منيزيم با استفاده از روش ريخته¬گري مركب، تنها در صورتي امكان پذير است كه مذاب منيزيم در اطراف مغزه آلومينيمي ريخته¬گري گردد. اين در حالي است كه در شرايط عكس آن، يعني ريخته¬گري مذاب آلومينيم در اطراف مغزه منيزيمي، اتصال و واكنش مناسبي بين اين فلزات ايجاد نمي¬شود. در حالتي كه مذاب منيزيم در اطراف مغزه آلومينيمي ريخته¬گري گردد، فصل مشتركي نسبتاً يكنواخت حاوي سه لايه مجزا شامل تركيبات بين فلزي Al12Mg17، Al3Mg2 و ساختار يوتكتيك Al12Mg17+ تشكيل مي¬شود. در مورد زوجهاي Al 413/Mg، ذرات ريز Mg2Si نيز به صورت پراكنده در مناطق مختلف فصل مشترك وجود دارند. با افزايش نسبت حجمي مذاب به جامد، ضخامت لايه هاي تشكيل شده در فصل مشترك، افزايش پيدا مي¬كند. نتايج حاصل از بررسي استحكام برشي فصل مشترك در زوجهاي Al/Mg حاكي از آن است كه با افزايش ضخامت فصل مشترك، استحكام برشي آن كاهش پيدا مي¬كند. اين در حاليست كه استحكام برشي فصل مشترك زوجهاي Al 413/Mg تقريباً مستقل از ضخامت فصل مشترك بوده و شكست نمونه هاي مذكور عمدتاً ناشي از تجمع فيلم¬هاي اكسيدي در ميان ريزساختار فصل مشترك آنها است. واژه‌هاي كليدي: آلومينيم، منيزيم، ريخته¬گري مركب، فصل مشترك