ارزیابی ریزساختار، خواص فیزیکی و مکانیکی فلز مدرج آلومینیم-مس تولید شده به روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، استحکام تسلیم فشاری، مدول الاستیک، سختی، ضریب انبساط حرارتی و مقاومت به سایش فلز مدرج پایه آلومینیم حاوی 26 درصد وزنی مس و 8 درصد وزنی سیلیسیم در لایه بیرونی، لایه میانی و لایه درونی استوانه توخالی گریز از مرکز شده مورد بررسی قرار می‌گیرد. مطالعات ریزساختار با میکروسکپ الکترونی روبشی و میکروسکپ الکترونی عبوری-روبشی نشان داده است که در لایه درونی، مقدار ترکیب بین فلزی برابر با 3/33 درصد حجمی است در حالی که در لایه بیرونی به تدریج تا 4/26 درصد حجمی کاهش می‌یابد. به علاوه، در لایه درونی، سختی، 153 ویکرز و نرخ سایش، 40/5 گرم بر متر مربع، است که تا رسیدن به لایه بیرونی به ترتیب، به 149 ویکرز کاهش و به 07/7 گرم بر متر مربع افزایش می‌یابد. در حالی که استحکام تسلیم فشاری در لایه‌های بیرونی، میانی و درونی به ترتیب برابر با 275، 460 و 415 مگاپاسکال به دست آمده است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Naebe M., Shirvanimoghaddam K., Functionally graded materials: A review of fabrication and properties, Applied Materials Today, 2016, 5 (Supplement C), 223-245.
[2]  Campbell J., Castings (Second Edition). Oxford: Butterworth-Heinemann, 2003, p. 117-177.
[3]  Campbell J. Complete Casting Handbook, Oxford: Butterworth-Heinemann; 2011, p. 255-390.
[4]  حلوائی ا.، تیمورنژاد ج.، بررسی و تحقیق بر روی تغییرات پارامترهای موثر بر تولید لوله‌های آلیاژی غیر آهنی به روش ریخته‌گری گریز از مرکز از جنس برنز، قلع و آلومینیم. طرح پژوهشی دانشگاه تهران. 1386.
[5]  طالبی ع.، حلوائی ا.، تاثیر پارامترهای فرآیند بر جدایش ماکروسکوپی سرب در ریخته‌گری گریز از مرکز افقی برنز قلع 92200C، فصل‌نامه مهندسی متالورژی، 1377، 2، 23-31.
[6]  طالبی ع.، حلوائی ا.، بررسی و تحقیق بر روی پارامترهای مؤثر بر ریخته‌گری بوش‌های برنزی پر آلیاژ به روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی دانشگاه تهران. 1388.
[7]  شهبازی‌خانی ح.، صمدی ا.، بررسی ریزساختار و رفتار هدف‌مند مواد  Al-Al2Cuتولید شده به روش ریخته‌گری گریز از مرکز درجا، سومین همایش مشترک بیست و یکمین سمینار سالانه انجمن علمی ریخته‌گری ایران و سیزدهمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 1388.
[8]  Watanabe Y., Kurahashi M., Kim I.S., Miyazaki S., Kumai S, Sato A, Fabrication of fiber-reinforced functionally graded materials by a centrifugal in situ method from Al–Cu–Fe ternary alloy, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2006, 37(12) 2186-2193.
[9]  Melgarejo Z.H., Suárez O.M., Sridharan K. Microstructure and properties of functionally graded Al–Mg–B composites fabricated by centrifugal casting, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2008, 39(7) 1150-1158.
[10]   Bhattacharyya M., Kumar A.N., Kapuria S., Synthesis and characterization of Al/SiC and Ni/Al2O3 functionally graded materials, Materials Science and Engineering: A, 2008, 487(1) 524-35.
[11]   Ekici R., Apalak M.K., Yildirim M., Indentation behavior of functionally graded Al–SiC metal matrix composites with random particle dispersion, Composites Part B: Engineering. 2011, 42(6) 1497-1507.
[12]   Gupta M., Loke C.Y., Synthesis of free standing, one dimensional, Al-SiC based functionally gradient materials using gradient slurry disintegration and deposition, Materials Science and Engineering: A., 2000, 276(1) 210-217.
[13]   Nai S.M.L., Gupta M., Influence of stirring speed on the synthesis of Al/SiC based functionally gradient materials, Composite Structures, 2002, 57(1–4) 227-233.
[14]   Übeyli M., Balci E., Sarikan B., Öztas M.K., Camuşcu N., Yildirim R.O., The ballistic performance of SiC–AA7075 functionally graded composite produced by powder metallurgy, Materials & Design, 2014, 56, 31-36.
[14]   کلوند ح.، آقامیری س. ا.، وحدت س. ا.، ارتباط بین سختی و ریزساختار آلیاژ بابیت در ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، مجله ریخته‌گری، پاییز و زمستان 1393، 106، 48 -59.
[16]   Nardone V.C., Prewo K.M., Comment on “a comparison of PM vs melted SiC/Al composites”, Scripta Metallurgica. 1989, 23(2) 291-332.
[17]   Mahmoodian R., Hassan M.A., Hamdi M., Yahya R., Rahbari R.G., In situ TiC–Fe–Al2O3–TiAl/Ti3Al composite coating processing using centrifugal assisted combustion synthesis, Composites Part B: Engineering, 2014, 59 (Supplement C) 279-284.
[18]   Lin X., Liu C., Xiao H., Fabrication of Al–Si–Mg functionally graded materials tube reinforced with in situ Si/Mg2Si particles by centrifugal casting, Composites Part B: Engineering, 2013, 45(1) 8-21.
[19]   ماهر ج.، زند ا.، کلوند ح.، بررسی ریزساختار اتصال بین لایه‌های برنز و فولاد در یاتاقان ژورنال تولید شده به روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، مجله ریخته‌گری، 1394، 110، 1-7.
[20]   Davis J., Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International. Handbook Committee, 1993.
[21]   Chen C.L., Richter A., Thomson R.C., Mechanical properties of intermetallic phases in multi-component Al–Si alloys using nanoindentation, Intermetallics, 2009, 17(8), 634-641.
[22]   Chen C.L., Richter A., Thomson R.C., Investigation of mechanical properties of intermetallic phases in multi-component Al–Si alloys using hot-stage nanoindentation, Intermetallics, 2010, 18(4) 499-508.
[23]   Westbrook J., Fleischer R., Intermetallic compounds [Vol. 2], Basic mechanical properties and lattice defects of intermetallic compounds, Wiley, 2000.
[24]   وحدت س. ا.، ناطق س.، میردامادی ش.، استفاده از مدلی بر اساس مکانیزم بیرون کشیدن ذرات M23C6 در زمینه فولاد ابزار 1.2542 به منظور تخمین چقرمگی و استحکام، مهندسی متالورژی و مواد، پاییز و زمستان ۱۳۹۴، 1، 39-50.
[25]   Nikhilesh C., Chawla K.K. Metal matrix composites. Springer, New York, NY, USA; 2006.