بررسي اتصال و فصل مشترك در توليد كامپوزيت هاي دوفلزي آلومينيم - مس، تيتانيم و برنج به روش ريخته گري مركب

كارشناسي ارشد

دوفلزي‌ها، مواد جديد هستند كه با استفاده از تركيب شدن دو آلياژ مختلف با خواص مكانيكي، شيميايي و فيزيكي متفاوت در جهت رسيدن به خواص بهتري در مقايسه با تك فلز خود ساخته مي¬شوند. آلياژهاي مس از خواص نسبتاً بالاي هدايت حرارتي و الكتريكي برخوردار هستند و همچنين آلياژهاي تيتانيم به دليل بالا بودن نسبت استحكام به وزن، مقاومت به خوردگي عالي، پايداري حرارتي ويژه و مقاومت به ضربه قابل توجه، به طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از طرفي هر كدام از اين آلياژها در كاربردهاي خود با محدوديت‌هاي خاصي از جمله وزن بالا و هزينه توليد بالا، مواجه هستند. در اين پژوهش، به بررسي فصل مشترك دوفلزي‌هاي A356/Brass، A356/Cu و A356/Ti توليد شده در فرآيند ريخته‌گري مركب پرداخته شده است. مذاب آلياژ آلومينيمي A356 در سه نسبت حجمي 5، 10 و 15، در دو دماي C˚700 و C˚750، پيرامون مغزه‌هاي با جنس مذكور، قطر 10 ميلي‌متر و ارتفاع 220 ميلي‌متر ريخته‌گري شد. نتايج بررسي‌ها در مورد دوفلزي با مغزة برنجي نشان مي‌دهد كه در دماي بارريزي C˚700 ناحيه نفوذي در مرز دو فلز به صورت موضعي و غير پيوسته، در هر سه نسبت حجمي ايجاد شده است. با افزايش دماي بارريزي به C˚750، پيوستگي و ضخامت لايه‌هاي نفوذي افزايش مي‌يابد. آناليز EDS نواحي فصل‌مشترك از مغزه به بيرون، به ترتيب CuZn، Al3Cu4Zn، Al2Cu، لايه يوتكيتك و لايه يوتكتيك + دندريت زمينه نشان مي‌دهد. در مورد دوفلزي مغزة مسي، بيشترين ضخامت لايه فصل مشترك مربوط به نمونه توليد شده در دماي C˚750 و با نسبت حجمي مذاب 10 بوده است. افزايش دما در اين نمونه موجب ايجاد و افزايش ضخامت مناطق نفوذي و فصل مشترك شده است. لايه‌هاي تشكيل شده در اين نمونه عبارت است از: Al2Cu5، AlCu و Al2Cu. افزايش دما در اين دو فلزي منجر به افزايش حفرات و وجود اكسيد Al2O3 شده است. از لحاظ ضخامت مناطق نفوذي و عدم حضور عيوب ريخته‌گري، نسبت حجمي مذاب به مغزة نمونه با نسبت حجمي 10، بهترين نتايج را ارائه مي‌دهد. لايه‌هاي ايجاد شده در دوفلزي مغزه تيتانيمي به صورت موضعي و شامل TiSi2 و Al3Ti بوده اما ناحيه فصل مشترك از لحاظ مورفولوژي و ساختاري به‌مانند دو نمونه پيشين نبوده است.

195597

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد

دكتر مهدي ديواندري - دكتر سعيد شبستري