اثر دمای همزدن بر مورفولوژی ذرات سیلیسیم اولیه،سختی و رفتار سایشی آلیاژ Al-20%Si تولیدشده به روش ریخته گری نیمه جامد

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مواد و پلیمر، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار ، ایران

10.22034/frj.2019.192941.1093

چکیده

خواص آلیاژهای هایپریوتکتیک Al-Si به اندازه و مورفولوژی سیلیسیم اولیه وابسته است. روش‌های گوناگونی برای بهینه‌سازی ساختار سیلیسیم اولیه استفاده می‌شوند که از آن جمله می-توان به فرایندهای نیمه‌جامد اشاره کرد. هم‌زدن مکانیکی یکی از انواع فرایندهای نیمه‌جامد است که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت. این فرایند در مدت زمان 10 دقیقه و سرعت 1600 دور بر دقیقه در پنج دمای مختلف هم‌زدن به صورت هم‌دما انجام شد. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که افزایش دمای هم‌زدن موجب بهبود مورفولوژی و توزیع یکنواخت ذرات سیلیسیم اولیه می‌شود. شرایط بهینه برای اصلاح ساختار و توزیع ذرات سیلیسیم در دمای 660 درجه‌ سانتی‌گراد، که بالاترین دمای هم‌زدن است، به‌دست‌آمد. با کاهش دمای هم‌زدن و افزایش کسر حجمی فاز جامد شده که میزان آگلومره شدن ذرات سیلیسیم اولیه بیش‌تر می‌شود. که این امر منجر به توزیع غیریکنواخت و درشت شدن بیش از اندازه ذرات سیلیسیم اولیه منجر شده‌است. هم‌چنین با مقایسه نمونه‌های حاصل از فرایند نیمه‌جامد و نمونه ریختگی مشاهده شد که مقدار سختی و مقاومت به سایش به دمای هم‌زدن، مورفولوژی و توزیع ذرات سیلیسیم اولیه وابسته است. افزایش سختی از 54 به 76 برینل و کاهش نرخ سایش از 0.0015 به 0.0008میلی‌متر مکعب بر متر با افزایش دمای هم‌زدن به دلیل بهبود مورفولوژی و توزیع یکنواخت ذرات سیلیسیم اولیه بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Stirring Temperature on the Morphology of Primary Si Particles, Hardness and Wear Behavior of Al-20wt.%Si Alloy Prepared by Semi-Solid Stir Casting

نویسنده [English]

  • Bahman Korojy
Materials and polymer engineering department, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran.
چکیده [English]

Properties of hypereutectic Al-Si alloys depend on the size and morphology of primary Si particles. Different methods were developed to modify the morphology of primary Si particles including semi solid processes. In the present study, mechanical stirring, as a semi solid technique, was used to prepare the samples. Isothermal stirring was carried out for 10 minutes with 1600 rpm at five different temperatures. Microstructural analysis revealed that the morphology and distribution of the primary Si particles were by increasing the stirring temperature. The most prominent microstructure was achieved by stirring at 660C, the highest temperature used for stirring. With decreasing the stirring temperature, and increasing the solid fraction, the extent of agglomeration of primary Si particles increased. This in turn causes very large Si particles to form which distributed non-uniformly in the microstructure. It was also observed that the hardness of the stir cast samples depends on the stirring temperature, morphology and distribution of primary Si particles. By increasing the stirring temperature hardness increases from 54 to 76 HB and wear rate decreased from 0.0015 to 0.0008 mm3/m as a result of the refinement and uniform distribution of primary Si particles

کلیدواژه‌ها [English]

  • Primary Si particles
  • Al-Si alloys
  • Semi-Solid Casting
  • Hardness
  • Wear

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 مهر 1398
  • تاریخ دریافت: 15 تیر 1398
  • تاریخ بازنگری: 22 مهر 1398
  • تاریخ پذیرش: 28 مهر 1398