اثر بهسازی نیکـل بر ویژ‌گی‌های کششی و ریزساختاری آلیاژAl-12Si-1Mg-1Cu ‎

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسنده

دانش‌آموخته‌یِ مادّه‌شناسی و فلزشناسی

10.22034/frj.2019.128668.1035

چکیده

آلیاژهایِ آلومینیم-سیلیسیم به گسترده‌‌گی در اجزای خودرویی، به‌ویژه آلیاژهایِ دارایِ ترکیب یوتکتیک، برایِ ساختِ سرسیلندرها، پیستون‌ها و یا بالابرِ سوپاپ به‌کار می‌روند. در این پژوهش اثر نیکل بر تغییرات ریزساختاری و استحکامِ کششی آلیاژهایِ Al-12Si-1Mg-1Cu-xNi بررسی شده ‌است. ارزیابی‌هایِ ریزساختاری به‌کمک میکروسکوپ‌های نوری و الکترون‌روبشیِ مجهز به آنالیزگر EDS انجام شد. آزمایش کشش برایِ آلیاژهایِ بهسازی شده و بهسازی نشده اجرا شد. نتیجه‌هایِ به‌دست آمده نشان داد که نیکل می‌تواند به‌شیوه‌یِ اثرگذاری ذره‌هایِ سیلیسیم‌ یوتکتیک را ریزتز کند. وابسته به ترکیـب شیـمیاییِ نمونـه‌هایِ آلـیاژی، فازهـایِ گوناگونی همچون Τ-Al9FeNi، δ-Al3CuNi، γ-Al7Cu4Ni و ε-Al3Ni، Q-Al5Cu2Mg8Si6، α-Al15(MnFe)3Si2در ناحیه‌هایِ بین‌دندریتی شناسایی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نیکل، برخی ترکیب‌های بین‌فلزی نیکل‌دارِ Al3Ni، به فازهایِ Al3CuNi یا Al7Cu4Ni تغییر می‌یابند و ریختار یا مورفولوژی آن‌ها از نوارهایِ کوتاه و بلند، به خط چینی تغییر می‌یابند. نتیجه‌هایِ دیگر نیز نمایان‌گرِ آن ا‌ست که عملکرد مکانیکی آلیاژها در پیوند ویژگی‌هایِ ریزساختاری ا‌ست؛ به‌گونه‌ای که استحکامِ تنشیِ نهایی در دمایِ اتاق از 157 مگاپاسکال به 220 مگاپاسکال افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modification Effect of Nickel on Tensile Properties and Microstructural ‎Characterization of Al-12%Si-1%Mg-1%Cu Alloy ‏

نویسنده [English]

  • Gholamreza Ashuri
Graduate in Material Engineering and Metallurgy
چکیده [English]

Al–Si alloys are widely used in automotive components, especially with eutectic composition, for cylinder heads, pistons and valve lifters. In the current study, the effect of different concentration of nickel has been investigated on microstructural evolution and tensile strength properties of Al-12%Si-1%Mg-1%Cu-X%Ni alloys. The microstructural assessment of alloys was carried out by an optical (OM) and scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectrometer (EDS) analysis. The tensile testing method was performed for both modified and unmodified specimens. The obtained result indicated that the Ni can effectively refine eutectic silicon particles. Depending on the chemical composition of the alloy specimens, different containing phases such as Τ-Al9FeNi, δ-Al3CuNi, γ-Al7Cu4Ni, Q-Al5Cu2Mg8Si6, α-Al15(MnFe)3Si2 and ε-Al3Ni intermetallic in interdendritic regions have been detected. Furthermore, with the increasing of nickel concentration, Ni-containing intermetallics translate from Al3Ni to Al7Cu4Ni or Al3CuNi and their morphologies change from short and long strip-like to chines-script or reticular-shape. Moreover, the results showed that the mechanical performance has been related to the microstructural features. The ultimate tensile strength (UTS) at room temperature increases from 157 MPa to 220 MPa and then decrease to 195 MPa.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nickel
  • T6-treatment
  • Dendritic structure
  • tensile strength