فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش متالورژي
دانشگاه ها و اساتيد متالورژي

آموزش علوم رشته متالورژي

آموزش نرم افزارهاي متالورژي
پروژه هاي تحقيقاتي متالورژي
مراکز تحقيقاتي متالورژي
رده بندي سايتهاي متالورژي
بانک مقالات رشته متالورژي
معرفي متخصصين متالورژي
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات متالورژي
گالري عکسهاي متالورژي
 
 

عنوان: عيوب " سخت ريزه ها " در آلياژهاي ريختگي Al-Si

نويسنده: ميثم نصيري ( دانشجوي مهندسي متالورژي دانشگاه شهيد رجايي )

منبع اطلاعاتي: www.felezat.com

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - - -

   
 
 

يکي از مهم ترين عيوب که در آلياژهاي آلومينيم بخصوص در ريخته گري تحت فشار وجود دارد سخت ريزه ها هستند. سخت ريزه ها عموما درجه سختي بالايي داشته و ممکن است مشکلات زيادي در عملکرد ماشين کاري به وجود آورند. شمول هاي سخت ريزه ها معمولا به دليل اندازه کوچکشان با اشعه ايکس به سختي رفع مي شوند٬ بنابراين اين عيوب داخلي غير قابل ديدن هستند. عيوب سخت ريزه ها باعث پارگي هاي بزرگي روي سطح ماشين کاري و نيز گرم شدن و يا حتي شکستن لبه ابزار برش مي شوند و هم چنين سرعت عملکرد ماشين کاري را به طور قابل ملاحظه اي کاهش داده و باعث افزايش هزينه هاي ماشين کاري مي شوند. به طور کلي در آلياژهاي Al-Si چهار دسته از اين عيوب سخت ريزه وجود دارند که عبارتند از :

1. اکسيدها

2.بين فلزي ها

3. ذرات نسوز

4. الماسه ها

مبحث زير شمول هاي سخت ريزه ها را در Al-11/5Si-0/4Mg-Fe- Mn در ريخته گري ماسه اي مورد بررسي قرار مي دهد.

 تکنيک هاي آزمايشي:
تکنيک هاي آزمايشي شامل ذوب استاندارد و روش هاي ريخته گري براي آلياژهاي ريختگي آلومينيم است و از هيچ تغيير اضافي اي در اين فرايند مانند ريزدانه کردن يا شکل دهي به وسيله سديم و استرانسيم استفاده نشده است. فلز در 730 يا 760 درجه سيلسيوس دماي معمول ريخته گري ودر هوا به داخل ماسه هاي مرز بندي شده Pepset و قالب هاي فلزي ريخته گري مي شوند. قالب هاي تست بعد از ريخته گري ٬ ماشين کاري مي شوند و براي آزمايش هاي کشش و خمش ارجاع داده مي شوند. در نهايت سطح نمونه آزمايشي متالورژيکي وسطوح شکاف دار زير ميکروسکوپ نوري مشاهده مي شوند.

 انواع مختلف سخت ريزه ها:

1) اکسيدها :
آلومينيم ومنيزيم ميل ترکيبي زيادي براي واکنش با اکسيژن دارند. بنابراين انتظار مي رود که اکسيد ها يکي از اصلي ترين شمول هاي سخت ريزه ها در آلياژهاي ريختگي آلومينيم محسوب شوند. بايد تاکيد کرد که آلومينيم و منيزيم مايع قابليت حل شدن در اکسيژن را ندارند. آن ها ممکن است به دليل اغتشاش سطحي از سطح مايع به درون فلز کشانيده شوند. اگر شمول هاي اکسيژني به داخل مذاب کشانيده شوند احتمالا در تماس اتمي مناسبي نخواهند بود. اما انتظار مي رود که با يک فيلم اکسيدي احاطه شده باشند و اين شمول با يک لايه از هوا هنگامي که از سطح مذاب اکسيدي عبور مي کنند ٬ آن را دريافت مي کنند ٬ جدا شده اند. به نظر مي رسد که يک لبه باريک از اين فيلم اکسيدي که به عنوان يک شکاف عمل مي کند مربوط به چنين ذراتي است.

2) ترکيب هاي بين فلزي :
ترکيب هاي بين فلزي که غني از آهن هستند شايع ترين نوع سخت ريزه ها در آلياژهاي Al-Si شامل آهن و منگنز مي باشند. ترکيب هاي بين فلزي به دليل ته نشيني و کشش نيمه رساناها در گدازه هاي آلومينيمي به خصوص در صنعت ريخته گري تحت فشار به کار گرفته مي شوند.
عموما تصور مي شد کريستال هاي غني از آهن اوليه ٬Al15(FeMn)3Si2 يا Al15(FeMnCr)3Si2 باشند٬ اما تحقيقات نشان داده تنوعات بسيار زيادي مثل Al15(FeMn)3Si2 ٬ Al8FeMnSi2 ، Al12(FeMn)7Si2 و Al17(FeMn)4Si2 وجود دارد. گفته مي شود که ذرات غني از آهن اوليه٬ سختي بالا٬نقطه ذوب بالا و وزن مخصوص بالايي دارند.
بين فلزي هاي غني از آهن اوليه مي توانند اندازه بزرگي داشته باشند حتي بالاتر از چند ميلي متر که ناشي از تشکيل آن ها در دماهاي بالاتر از مايعات آلياژها ي Al-Si است.
شمول هايي غني از آهن اوليه روي کناره هاي فيلم اکسيدي دوتايي جوانه زني مي کنند. بنابراين سطوح شکاف دار اوليه شمول هاي غني از آهن اوليه هستند که معمولا با فيلم هاي اکسيدي پوشانده شده اند به همين دليل آلياژهاي ريختگيAl معمولا در طول مسيرشکاف اکسيدي خراب مي شوند. ذرات غني از آهن اوليه معمولا شکل هاي ستاره اي ٬چند وجهي و شاخه اي روي بخشهاي 2-D دارند. ديگر شمول هاي بين فلزي TiAl3 وTi(AlSi)2 ممکن است در آلياژ Al-Si-0/4Mg شامل آهن ٬ منگنز وتيتانيم وجود داشته باشند. درحضور سطوح بالاي استرانسيم ممکن است فاز غني از استرانسيم يعني Al2Si2Srيا Al4Si2Srبه عنوان بين فلزي
هاي اوليه درآلياژهاي Al-Si-0/4Mg که شامل استرانسيم هستند حضور داشته باشند. ترکيبات غني از استرانسيم روي فيلم هاي اکسيدي جوانه زني و رشد مي کنند. ديگر بين فلزي ها يا غير فلزي ها ممکن است با حضورريزکننده هاي دانه با افزودن بوريد تيتانيم يا ذرات کاربيد تيتانيم به گدازه ويا ديگر نيتريدها وکاربيدها به وجود ايند.عيوب سخت ريزه ها اگر به اندازه کافي بزرگ باشند آنگاه اين شمول ممکن خواهد بود.

3 ) ذرات نسوز :
ذرات نسوز ناهمگن مي توانند به طور اتفاقي داخل قطعات ريختگي ناشي از شکستن يا تکه تکه شدن پوشش و جداره کوره ها ٬ بوته ها ٬ پاتيل ها و يا ابزار ايجاد شوند. براي جلوگيري از چنين تله افتادن ذرات نسوز هشدارهاي زير لازم است :

1) تميز کردن سطوح داخلي بوته ها ٬ پاتيل ها و يا ابزارها بعد از ريخته گري.

2) جلوگيري از حرارت دادن زياد.

3) جلوگيري از شوک هاي مکانيکي و گرمايي.

4) صافکاري دوباره ميله هاي غلاف ذرات

5) جايگزيني جداره هاي کوره ها ٬ بوته ها ٬ پاتيل ها و ابزار.

6) استفاده از مواد جداره با کيفيت بال.

علاوه بر اين٬ شمول هاي ماسه ممکن است به داخل ريخته گري کشانيده شوند. شمول هاي سيليسي از سيليکا ناشي شده است. به خاطر اين که شمول هاي اکسيژني بايد به درون فلز به وسيله عبور کردن از سطح آن که البته اکسيد شده است وارد شود. بنابر اين شمول از گداخته شدن به وسيله يک لايه باريک از گازها از باقي مانده هوا به همراه لبه خشک بسته اکسيدي جدا خواهد شد. بنابراين شمول با گدازه واکنش نمي دهد زيرا به وسيله هوا احاطه شده است و هيچ تماسي با آن ندارد.

4 ) الماسه ها :

الماسه ها ريز قطرات کوچکي ازآلياژ ريختگي هستند که طي مدت ريخته گري قالب شکل مي گيرند به خصوص در طي مدت ريخته گري تحت فشار. ريز قطرات کوچک از جريان مايع جدا هستند و قبل از اين که آن ها با ريخته گري پيوسته شوند به سرعت درون ساختارهاي ريخته گري مناسب جامد مي شوند. ساختار مناسب آن ها به اين صورت است که قوي ٬ سخت و زمخت هستند. دو ريز قطره با يک فيلم اکسيدي سطحي پوشانيده مي شوند. البته بعيد به نظر مي رسد که اين الماسه ها نسبت به محل تشکيل خود در فيلم اکسيدي دوتايي ناهماهنگ باشند.

 منبع:
ترجمه مقاله:          “Hord Spot” Defects in Aluminum-Silicon Cast Alloys By X.Cao & J.Camobell
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت