انجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Investigation on the effect of running system design on the melt flow and feeding of a hollow cylinder of A356 Al alloy by simulationبررسی اثر طراحی سیستم راهگاهی بر رفتار سیالاتی و تغذیه رسانی مذاب در یک استوانه توخالی ازآلیاژ Al-A356 به کمک شبیه سازی1331485588110.22034/frj.2018.108917.1015FAعلی ده حقیارشد ریخته گری، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0002-0323-4211مهدی دیواندریریخته گری، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم وصنعت ایران0000-0001-9830-2282Journal Article20171130Simulation softwares are not able to design and can only show various aspects of the suggested design by the running system designer. In this paper, the design of running system with the variation of pouring time (in the range of 5 -20 seconds) for a hollow cylinder component weighing approximately 56 kg was carried out based on the choke calculation method. The number of gates used in the design were 2, 4 and 6 and different types and locations of the ingates were considered. The optimal design and pouring time achieved in this work improves the filling and feeding conditions, allowing the control of the linear velocity based on critical gate velocity criteria and a nonturbulent filling pattern of the mold cavity. The maximum average velocity in the gate was decreased from 2 m. s -1 to 0,17 m. s -1 followed by the control of the cooling rate, improved filling conditions, lowering the shrinkage and the likelihood of its formation has decreased by 41%.نرم افزارهای شبیه سازی، قادر نیستند طراحی کنند و فقط می توانند جنبه های مختلف نتایج طراحی پیشنهاد شده توسط طراح سیستم راهگاهی را نشان دهند. در این مقاله طراحی سیستم راهگاهی با تغییر زمانهای بارریزی (در محدوده 5 -20 ثانیه) برای قطعه استوانهای توخالی با وزن تقریبی56کیلوگرم و بر اساس روش محاسبه تنگه انجام گردید. تعداد راهبارهای استفاده شده در طراحی 4،2و6 راهباره انتخاب شد و نوع و محل اتصال های متفاوتی در نظر گرفته شد. طراحی و زمان بارریزی بهینه بدست آمده در این تحقیق، مذاب رسانی و شرایط تغذیه پراکنده را بهبود بخشیده و امکان کنترل سرعت خطی مذاب بر اساس معیار رعایت سرعت بحرانی و الگوی پرشدن قالب را امکان پذیر می کند. بیشینه سرعت میانگین در راهباره از〖m∙s〗^(-1)2 به 〖m∙s〗^(-1)17/0 کاهش یافته و در ادامه با تغییر نرخ سرمایش، مذاب رسانی بهبود یافته و کشیدگیهای انقباضی و احتمال تشکیل آن 41 درصد کاهش یافته است.https://www.foundingjournal.ir/article_55881_c61bf0f4979598099a5dfceda206f60b.pdfانجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Microstructure and Hardness Evaluation of Heat Treated Cast Steel by Eddy Current Nondestructive Methodارزیابی ریزساختار و سختی قطعات ریختگی عملیات حرارتی شده با آزمون غیرمخرب جریان گردابی1491606011810.22034/frj.2018.101534.1001FAمجتبی جواهریکارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل0000-0002-9729-621Xمجید عباسیدانشیار دانشکده مهندسی مواد و صنایع دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل0000-0003-0758-9949Journal Article20171216In this paper, the nondestructive eddy current method was used for evaluation of microstructure and hardness of the heat treated cast steel. For this purpose, eight reference samples in same sizes were prepared from the cast block of hypereutectoid low alloy steel called FMU-226 and then the samples were heat treated under different cycles such as full annealing, quenching and quench-tempering. The microstructural studies were performed using scanning electron microscope (SEM), optical microscope and Vickers hardness (HV) instrument as destructive tests. Then, the microstructure and hardness of the samples were evaluated nondestructively by an eddy current test device at different frequencies. The capacities of different eddy current characters such as resistivity, inductive reactance, impedance and resistivity to impedance ratio were examined for developing a mathematical model to hardness measuring and microstructural recognitions. The results showed that the eddy current method can be nondestructively recognized and separated the steel parts according to their microstructure and hardness, rapidly. It was recognized that the eddy current characters were related to the current frequency, variation of retained austenite content in matrix, type of matrix microstructure and carbides morphologies. By using of impedance plane in the eddy current test at 20 kHz, it can be visually detected the microstructure of the heat treated steel. In addition, the impedance (Z) at this frequency was recognized as proper eddy current character for hardness measuring and the special equation for quality control of the heat treated steel was presented.در این تحقیق از روش غیرمخرب جریان گردابی برای ارزیابی و تشخیص ریزساختار و سختی یک فولاد ریختگی بعد از انجام عملیات حرارتی، استفاده شد. به این منظور هشت نمونه شاهد یکسان از شمش فولاد ریختگی هایپریوتکتوئیدی کمآلیاژ موسوم به FMU-226 تهیه شده و سپس تحت سیکلهای مختلف عملیات حرارتی نظیر آنیل کامل، کوئنچ و کوئنچ-تمپر قرار گرفتند. مطالعات ریزساختاری با میکروسکپ الکترونی روبشی، میکروسکپ نوری و سختیسنجی به روش ویکرز به عنوان آزمونهای مخرب انجام شد. در ادامه با استفاده از یک دستگاه جریان گردابی به صورت غیرمخرب، ریزساختار و سختی نمونهها در فرکانسهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. قابلیت شاخصهای مختلف جریان گردابی از جمله مقاومت اهمی، مقاومت القایی، امپدانس و نسبت مقاومت اهمی به امپدانس برای توسعه یک مدل ریاضی با سختی و برای تحلیل ریزساختار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میتوان با استفاده از روش جریان گردابی به صورت غیرمخرب و سریع، این قطعات فولادی را بر حسب ریزساختار و سختی از یکدیگر شناسایی و تفکیک کرد. مشخص شد که شاخصهای جریان گردابی تابعی از فرکانس جریان، تغییرات میزان آستنیت باقیمانده، نوع ریزساختار زمینه و مورفولوژی کاربیدها است. با استفاده از نقشه امپدانسی دستگاه جریان گردابی در فرکانس kHz20، به صورت گرافیکی میتوان نوع ریزساختار زمینه را تشخیص داد. همچنین امپدانس سیمپیچ (Z) در این فرکانس، مناسبترین شاخص جریان گردابی برای سختیسنجی شناسایی شد و رابطهای اختصاصی آن برای کنترل کیفیت قطعات عملیات حرارتی شده از این فولاد ارائه شده است.https://www.foundingjournal.ir/article_60118_482d3ad1f6b7b4e6d7e49589f8ed1e83.pdfانجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Experimental Investigation of Effective Parameters on Gas Exhaust from the Mold in Lost Foam Casting Methodبررسی اثر عوامل موثر بر خروج گاز از قالب در ریختهگری به روش توپر1611706018010.22034/frj.2018.114099.1019FAمحمدامین شاهرخیان دهکردیعضو باشگاه پژوهشگران و نخبگان جوان دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر-اصفهانمجید کریمیاندانشگاه آزاد خمینی شهرحسن شریفیدانشگاه شهر کرد- مدیر گروه مهندسی مواد دانشگاه شهرکردمهدی مقیمی دهکردیدانشجوی کارشناسی ارشد، مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، شهرکردJournal Article20180108The impact of the viscosity of the coating, sand grade, and vibration time was investigated on the exhaust of the gaseous products in the lost-foam casting of an A356 aluminum alloy. In this regard, a foam stepwise model with five different thicknesses was used. Three coatings of different viscosities (15, 20, and 25 Pas.sec), three grades of sand (20, 50, 80 AFS), and different vibration times (60, 90, 120, and 180 sec) were considered in the study. To analyze these parameters, their impact on the defects, porosities, and the surface roughness was evaluated. The results showed that the most important defects to be mentioned include being unable to completely fill the mold cavity, the increased porosity in the casting as a result of the excessively thick coating, and the compression of the sand (which blocks the porosities in the mold) due to the wrong choice of refractory coating, sand grade, and vibration time. A coating with a viscosity of 20 Pas.sec, along with 50 AFS grade sand, and a vibration time of 60 sec yielded the best result in terms of defects, porosity (3.7 %) and surface roughness (18 µm).در تحقیق حاضر اثر متغیرها در خروج گاز از قالب در ریختهگری توپر آلیاژ آلومینیم A356 مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از یک مدل فومی پلکانی با پنج ضخامت مختلف استفاده شد. متغیرها شامل پوشان در گرانرویهای 15، 20 و 25 پاسکال ثانیه، ماسه با میانگین اندازه ذرات AFS 20، 50 و 80 و ارتعاش در زمانهای 60، 90، 120 و 180 ثانیه بود که تاثیر این متغیرها بر عیوب ظاهری، تخلخل و زبری سطح مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مهمترین عامل در پر نشدن قالب، حبس شدن گاز در قالب به فشردگی ماسهها و یا افزایش ضخامت پوشان در اثر انتخاب نادرست اندازه ماسه و گرانروی پوشان بوده است. همچنین مشخص شد که زمان ارتعاش نیز بر میزان پر شدن قالب و زبری سطحی نمونه موثر است. کمترین مقدار عیوب ظاهری، پایینترین درصد تخلخل (7/3 %) و زبری سطح (µm 18) مربوط به ترکیب گرانروی پوشان 20 پاسکال ثانیه به همراه اندازه ماسه AFS 50 با زمان ارتعاش 60 ثانیه بوده است.https://www.foundingjournal.ir/article_60180_d6acfa29a80db5e377107ba01d8b1124.pdfانجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Production and Characterization of SAC-xAl Lead Free Nanocomposite Solder via Melt-Spinning Techniqueتولید و مشخصهیابی لحیم نرم نانوکامپوزیتی بدون سرب SAC-XAl به روش مذاب ریسی با دیسک مبرد1711806032110.22034/frj.2018.121022.1032FAسعید محمدیاریریخته گری، مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانروح اله توکلیمهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانJournal Article20180304The aim of the present study is to produce Sn base lead-free nanocomposite solders reinforced by nanoparticles with rapid solidification technique and compare their mechanical, electrical and thermal properties with conventional SAC (Sn-3.8Ag-0.7Cu) solder. Therefore, four lead-free soldering alloys Sn-3.8Ag-0.7Cu-XAl (X = 0, 0.25, 0.5, 1) were alloyed using a vacuum arc remelting (VAR) furnace. Then with melt spinning technique ribbons of nanocomposite solders reinforced with Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub> and Ag<sub>3</sub>Sn intermetallic compounds nanoparticle were manufactured. The microstructural, mechanical, electrical and thermal properties of these nanocomposite solders were investigated using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers hardness method, four-point resistance measurement method and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed the uniform distribution of nanoparticles intermetallic compounds Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub> and Ag<sub>3</sub>Sn in the solder matrix and a 30% significant increase of micro-hardness, negligible variation in the specific electrical resistance, and a 3 degrees increase in the melting temperature of the new nanocomposite solder compared to conventional SAC solder.هدف از تحقیق حاضر، تولید لحیمهای نرم نانوکامپوزیتی بدون سرب پایه قلع تقویت شده با نانو ذرات به روش انجماد سریع و مقایسه خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی آنها با لحیم معمولی (SAC(Sn-3.8Ag-0.7Cu است. در این راستا، چهار آلیاژ لحیم نرم بدون سرب (x=0, 0.25, 0.5, 1) Sn-3.8Ag-0.7Cu-xAlبا استفاده از کوره ذوب مجدد قوس الکتریکی تحت خلاء (VAR) آلیاژسازی شد. سپس توسط تکنیک انجماد سریع مذاب ریسی با دیسک مبرد، ریبونهای لحیمهای نرم بدون سرب نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانو ذرات ترکیبات بین فلزی Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub> و Ag<sub>3</sub>Sn به روش درجا تولید شد. خواص ریزساختاری، مکانیکی، الکتریکی و حرارتی این لحیمهای نانوکامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس، آزمونهای میکروسختی سنجی، مقاومت سنج پروب 4 نقطهای و گرماسنجی روبشی افتراقی (DSC) بررسی شد. نتایج بدست آمده حاکی از توزیع یکنواخت نانو ذرات ترکیبات بین فلزی Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub> و Ag<sub>3</sub>Sn در زمینه لحیم و افزایش قابل توجه 30 درصدی میکروسختی، عدم تغییر مقاومت الکتریکی ویژه و افزایش حداکثر 3 درجهای دمای ذوب لحیمهای نانوکامپوزیتی جدید نسبت به لحیمهای معمولی SAC است.https://www.foundingjournal.ir/article_60321_e0b5a8e6d5e459f3b8d2b9fd841eb314.pdfانجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Using Thermal Analysis and Interrupted Quenching Technique to Examine Interactive Effect of Bi-Sr on Porosity Formation Characteristics in Al-7Si-0.4Mg Alloyاستفاده از آنالیز حرارتی و کوئنچ منقطع به منظور بررسی اثر متقابل بیسموت و استرنسیم بر مشخصههای تخلخل1811916141610.22034/frj.2018.119943.1028FAسعید فراهانیاستادیار، گروه مهندسی شیمی و مواد، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، قزوین، ایران0000-0002-1532-0416Journal Article20180219In this research, cooling curve thermal analysis and interrupted quenching technique were employed to examine interactive effect of Sr-Bi on porosity characteristics of the Al-7Si-0.4Mg alloy commonly used in industry. Based on obtained cooling curve profile and plotting the first and second derivative curves, solidification process of the alloy was studied. Solid fraction curves were calculated and corresponding exact temperatures for precipitation of 20, 45 and 80% solid for alloys with different Sr/Bi ratios, namely 0.1, 0.34 and 0.46 were determined. Subsequently, alloys were quenched rapidly at determined temperatures in the same solid fraction. Porosity characteristics consist of size, area and density were measured using an optical microscope equipped with image analyzer software. Results show that the size, area and density of porosity were affected by Sr/Bi ratio and solid fraction percentage. Area percentage and size of porosity increased by 75% and 141% respectively with increase of Sr/Bi ratio from 0.1 to 0.46. Critical solid fraction for the nucleation and growth of porosity in the alloys were determined at 70% and 80%respectively while Sr and Bi co-existed. در این تحقیق با استفاده از آنالیزحرارتی منحنیِ سردشدن و نیز کوئنچ منقطع، تاثیر متقابل بیسموت و استرنسیم بر روی مشخصههای تخلخل در آلیاژ مرسوم مورد استفاده در صنعت (Al-7Si-0.4Mg) مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس منحنی سردشدنِ بدست آمده و رسم منحنیهای مشتق اول و مشتق دوم آن، فرآیند انجماد آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. با محاسبه منحنی کسرجامد، دماهایِ متناظر با تشکیل 20، 45 و 80 درصد کسر جامد برای آلیاژهای حاوی نسبتهای مختلف Sr/Bi یعنی 1/0، 34/0 و 46/0 به طور دقیق تعیین شد. سپس آلیاژها در مقادیر یکسان کسرِجامد به سرعت در دماهای مشخصشده کوئنچ شدند. مشخصههای تخلخل شامل اندازه، مساحت و چگالی با استفاده از میکروسکوپ نوری مجهز به نرمافزار آنالیزگر تصویر مورد اندازهگیری قرار گرفتند. نتایج نشانداد که اندازه، مساحت و چگالی تخلخلها متاثر از نسبت Sr/Bi و درصد کسرِ جامد است. با افزایش نسبت Sr/Bi از 1/0 به 46/0، مساحت و اندازه تخلخلها به ترتیب به میزان 75 و 141 درصد افزایش یافت. کسرِ جامدِ بحرانی جوانهزنی تخلخلها و کسرِجامدِ بحرانی رشد تخلخلها در حضور همزمان بیسموت و استرنسیم در آلیاژهای فوق به ترتیب 70 و 80 درصد تعیین شد.https://www.foundingjournal.ir/article_61416_b47b016689fc03f9bf8366c1ed6adace.pdfانجمن علمی ریخته گری ایرانپژوهشنامه ریخته گری2588-53671320180220Semi-Solid Rheocasting of Al-5Cu-1Ag High Strength Alloyریختهگری نیمه جامد رئوکست آلیاژ استحکام بالای Al-5Cu-1Ag1932006182610.22034/frj.2018.119269.1023FAلیلا آبادی مرندکارشناس ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانسید صدرا یوسفی بنابکارشناس ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانحسین آقاجانیدانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران0000-0001-8251-1290میر سعید صفاییکارشناس ارشد، شرکت مهندسی دقیق فلز ایرانیان، تهران، ایرانسید رضا دامادیاستادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20180213The most important defect in casting of Al-5Cu-1Ag alloy is hot tear. To solve this problem, using new casting methods such as semi-solid casting process is in forth. In this research after alloying process, samples were casted via common direct casting (DC) and semisolid casting (SC) methods. These samples were aged for 18 hours at 150 °C. Microstructural studies were performed by optical and scanning electron microscopes equipped by EDS for elemental analysis and image analyzing by CLEMEX software. Mechanical properties were investigated by the use of Brinell hardness and tensile strength measurements results. Study on semi-solid behavior and determination of optimum solid fraction were performed by Thermo Calc Software. Results show that the dendritic structure in DC casted samples has changed to a 78% spherical structure with 48 μm diameter in SC method. Thus, hardness, tensile strength and elongation increased up to 50%, 20 % and 77 %, respectively. According to thermodynamically modelling results the optimum temperature range for rheocasting of Al-5Cu-1Ag alloy is 545-612 °C.ترک گرم مهمترین عیب ریختگی آلیاژ Al-5Cu-1Ag است. برای رفع این عیب از روشهای نوین ریختهگری از جمله ریختهگری نیمهجامد میتوان استفاده نمود. در این پژوهش بعد از فرآیند آلیاژسازی، نمونههایی به روش متداول و نیمه جامد ریختهگری شدند. این نمونهها به مدت 18 ساعت در دمای 150 درجه سانتیگراد تحت فرآیند پیرسازی قرار گرفتند. مطالعات ریزساختاری به وسیله میکروسکوپهای نوری و الکترونی روبشی مجهز به EDS به منظور آنالیز عنصری و نرمافزار CLEMEX برای آنالیز تصویری انجام شد. خواص مکانیکی به وسیله سختیسنجی برینل و آزمون کشش مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه رفتار نیمهجامد و تعیین کسر جامد بهینه به وسیله نرمافزار Thermo Calc انجام گرفت. نتایج نشان داد که ساختار کاملا دندریتی در ریختهگری به روش متداول به ساختار 78 درصد کروی با قطر 48 میکرومتر در ریختهگری نیمه جامد تبدیل شد. سختی، استحکام کششی و ازدیاد طول نسبی به ترتیب به میزانهای 50، 20 و 77 درصد افزایش یافتند. بر اساس نتایج مدلسازی ترمودینامیکی، 545 تا 612 درجه سانتیگراد بازه دمایی مناسب برای فرآیند رئوکستینگ این آلیاژ است.https://www.foundingjournal.ir/article_61826_5c57b1bd9184c36d09881bf5173b50d2.pdf