بررسي تأثير عوامل انجمادي بر مشخصات ريزساختاري در انجماد جهت دار آلياژهاي Al-Fe

كارشناسي ارشد

هدف از تحقيق حاضر بررسي ريزساختار حاصل از انجماد جهت¬دار آلياژهاي هيپويوتكتيك Al-Fe در كوره بريجمن و نحوه تأثير عوامل انجمادي نظير سرعت انجماد ، سرعت سرد كردن و گراديان دمايي بر آن در حين فرآيند انجماد جهت¬دار است. فرآيند انجماد جهت¬دار با استفاده از كوره بريجمن مجهز به سيستم مبرد آبگرد با سرعت¬هاي بيرون¬كشي به ترتيب 1، 5 و 10 ميلي¬متر بر دقيقه و دبي آبگرد 1 و 2 ليتر بر دقيقه بر روي آلياژهاي مورد نظر انجام گرفت. آزمايش آناليز حرارتي با استفاده از سيستم خوانش و ثبت دما در حين فرآيند انجماد جهت¬دار انجام پذيرفت و منحني¬هاي سرد شدن، مشتق اول و دوم به منظور يافتن نقاط دمايي بحراني نظير دماي جوانه¬زني فاز زمينه و فازهاي بين¬فلزي، دماي استحاله يوتكتيك و زمان پايان انجماد رسم گرديد. براي بررسي و تحليل ريزساختار از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي (SEM) استفاده شد. ريزساختار نمونه¬هاي منجمد شده به روش جهت¬دار داراي ساختار سلولي با ديواره¬اي از جنس تركيبات بين¬فلزي غني از آهن بود. براي شناسايي اين فازهاي بين فلزي از آزمايش طيف‌سنجي پخش انرژي (EDS) استفاده شد. سختي‌سنجي بر روي مقاطع عرضي انجام گرفت و ميانگين آن براي هر مقطع محاسبه و پروفيل سختي براي هر سه سرعت انجماد و هر دو دبي آبگرد اعمال شده بر حسب فاصله سلولي رسم گرديد. همچنين آزمايش فشار بر روي نمونه¬هاي منجمد¬شده به روش جهت¬دار انجام گرفت و منحني¬هاي تنش-كرنش حقيقي با استفاده از نتايج حاصل از آن رسم گرديد. فواصل سلولي در ارتفاع¬هاي 15، 35، 55، 75 و 90 ميلي¬متري از مبرد محاسبه و تغييرات آن نسبت به فاصله از مبرد و سرعت انجماد رسم و توان سرعت انجماد براي آلياژهاي هيپويوتكتيك Al-0.5%wtFe، Al-1.0%wtFe و Al-1.5%wtFe به ترتيب 22/0، 24/0 و 25/0 حاصل گرديد. علاوه بر آن تغييرات فاصله سلولي به عنوان تابعي از درصد وزني آهن و دبي مبرد آبگرد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از آن است كه كاهش فاصله سلولي در اثر افزايش سرعت انجماد از 1 به 10 ميلي¬متر بر دقيقه منجر به افزايش 11 درصدي سختي آلياژهاي Al-Fe مي شود. بيشينه مقدارهاي استحكام تسليم و فشاري به ترتيب 74 و 478 مگاپاسكال حاصل شد.

190501

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر سعيد شبستري