مقايسه تاثير اصلاح سيليسيم يوتكتيك به دو روش شيميايي (افزودن استرانسيم) و فيزيكي (عمليات حرارتي) بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ 413 آلومينيم

كارشناسي

آلياژهاي ريختگي آلومينيم - سيليسيم، آلياژهايي متداول و مهم در توليد قطعات ريختگي جداره نازك و پيچيده است، در آلياژهاي ذكرشده، سيليسيم اصلي‌ترين عنصر آلياژي است. در ميان انبوهي از آلياژهاي آلومينيم - سيليسيم، آلياژ 413 با 11-13 درصد وزني سيليسيم، تركيبي از قابليت ريخته‌گري و حرارتي مطلوب را ارائه مي‌دهد. اين آلياژ، به‌عنوان آلياژي مناسب براي ريخته‌گري تحت فشار مورد استفاده قرار مي‌گيرد و در تركيب شيميايي آن، مقدار محدودي آهن موجود است. با بررسي ريزساختار، به وجود فاز لايه‌اي سيليسيم يوتكتيك پي‌برده‌شد كه باعث ايجاد تمركز تنش در اين ناحيه شده و مقادير تنش كششي و انعطاف‌پذيري را مي‌كاهد. براي رفع اين مشكل، از بهسازي استفاده مي‌كنيم. متداول‌ترين روش‌هاي بهسازي در صنعت، بهسازي شيميايي با استفاده از عنصر استرانسيم، عمليات حرارتي محلولي و استفاده‌ي همزمان از هر دو روش است. در بهسازي شيميايي، دو دسته‌ي بزرگ از مكانيزم‌ها شامل جلوگيري از جوانه‌زني سيليسيم و جلوگيري از رشد آن وجود دارد. جلوگيري از رشد سيليسيم، طي سازوكار مسموم كردن Twinning Plane Re-entrant Edge و دوقلوزايي ناشي از ناخالصي كه به وسيله‌ي خوشه‌اي از تركيب بين‌فلزي ناشي از آلومينيم، سيليسيم و عنصر بهساز انجام مي‌پذيرد، تاكنون معتبرترين سازوكار شناخته شده است. در عمليات محلولي، طولاني بودن محلو‌ل‌سازي، اثرات مضري بر ريزساختار نهايي مي‌گذارد. استفاده از عنصر بهساز در ابتداي فرآيند، باعث افزايش عيوب در سيليسيم يوتكتيك شده و استفاده از عمليات محلولي در ادامه‌ي آن، فرآيند نفوذ را تسريع كرده و ذرات سيليسيم كروي را در مدت زمان كوتاه‌تري ايجاد مي‌كند. همچنين، بررسي‌هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه استحكام كششي و انعطاف‌پذيري آلياژ مورد بحث، به‌ترتيب از MPa 190 و 5 درصد در زمان استفاده از عمليات محلولي به MPa 210 و 9 درصد به‌هنگام استفاده از دو روش بهسازي شيميايي و عمليات محلولي مي‌‌رسد كه نشان‌دهنده‌ي بهبود انعطاف‌پذيري و استحكام كششي پس از تغيير روش است. در پايان‌نامه‌ي حاضر، به بررسي ريزساختار آلياژ آلومينيم - سيليسيم 413، مكانيزم‌هاي بهسازي سيليسيم يوتكتيك و تاثير فرآيندهاي بهسازي شيميايي با استفاده از استرانسيم، عمليات حرارتي محلولي و استفاده‌ي همزمان هر دو روش بر خواص مكانيكي پرداخته مي‌شود.

206693

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر سعيد قدرت‌نما شبستري - دكتر حسن ثقفيان لاريجاني