مطالعه ریزساختار و ترکیب آلیاژ ریختگی منیزیوم- نقره- سریوم- زیرکونیوم (QE22)

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 شرکت مهندسی دقیق فلز ایرانیان، تهران، ایران

10.22034/frj.2019.152201.1056

چکیده

ریخته گری آلیاژهای منیزیوم با استحکام بالا همواره مد نظر محققان بوده است. به همین منظور می توان در ریخته گری آلیاژ QE22 با افزودن مقداری نقره به جای زیرکونیم خواص آلیاژ را بهبود داد. لذا، در این پژوهش ابتدا شبیه سازی ترمودینامیکی توسط نرم افزار Thermo Calc. AB برای ریخته گری آلیاژ QE22 حاوی نقره انجام شد. سپس به منظور آلیاژسازی، منیزیم خالص تجاری در دمای ۷۴۰ درجه سانتی‌گراد و اتمسفر آرگون ذوب و آمیژان Mg-30Zr به مذاب اضافه شد. سپس نقره و فلزات قلیایی به مذاب اضافه شد. ۱۵ دقیقه بعد از همگن شدن، مذاب بوسلیه دستگاه ریخته گری کم فشار ریخته‫گری شد. از میکروسکوپ های نوری و روبشی الکترونی و دستگاه XRD برای مطالعات ریزساختاری و فازی استفاده شده است. همه نمونه‌ها تحت عملیات حرارتی T6 قرار گرفتند ( حرارت دیدن به مدت ۶ ساعت در دمای ۵۲۵ درجه سانتی گراد، کوئنچ در آب شدند و پیرسازی در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد). سختی سنجی به روش برینل انجام گرفت. آنالیزها نشان داد آلیاژ حاوی ۲۴/۲‎٪ درصد وزنی نقره،۵۲/۱‎٪ درصد وزنی عناصر قلیایی و ۵۵/۰‎٪ درصد وزنی زیرکونیم است. نتایج حاصل از نرم افزار CLEMEX نشان داد ۹۳±۱‎٪ ساختار توسط زمینه شامل ۹۸‎٪ درصد منیزیم اشغال شده و رسوبات یوتکتیک α در داخل دندریت‫ها پراکنده شده است. نتایج آنالیز EDS نشان داد که برخلاف زیرکونیم، نقره و فلزات قلیایی انحلال قابل توجهی در فاز زمینه دارند. در نهایت با عملیات حرارتی محلول سازی و پیر سازی سختی آلیاژ از 43 تا ۴۸ برینل افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Microstructure and composition study of Mg-Ag-Ce-Zr cast alloy (QE22)

نویسندگان [English]

  • Seyyed Sadra Yousefi Bonab 1
  • Hossein Aghajani 1
  • Seyyed Reza Damadi 1
  • Golnaz Naseri Azari 2
  • Mir Saeed Safaei 3
1 Materials Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Materials Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 Daghigh Felez Iranian Co., Tehran, Iran
چکیده [English]

Casting of high strength Mg alloys has been considered in researchers studies. For this purpose, by addition of Ag instead of Zr, properties of the alloy can be modified. Thus, in this research, at the first thermodynamically simulation was done by the use of Thermo Calc. AB software, Then, for preparation of the alloy, pure commercial magnesium was melted under argon atmosphere at 740 oC. Then, Mg-30Zr master alloy was added to molten metal. Subsequently, silver and alkali elements were added to molten metal. After homogenizing for 15 minutes, molten metal was poured using a low pressure casting machine. In order to study the micro structural and phase studies, optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction apparatus was used. All the samples were T6 heat treated (solution treatment for 6 hours at 525 oC, quench in water and aged at 200 0C). Hardness measurements carried out using Brinell indenter. Analyses illustrated existing of 2.24 wt% Ag, 1.52 wt% alkali, and 0.55 wt% zirconium in the alloy. Clemex results showed that 93±1% of matrix structure is composed from 98% Mg metal and alfa eutectic precipitations are distributed within dendrites. EDS results showed that unlike zirconium, silver and alkali metals have remarkably dissolved in matrix phase. Finally hardness of alloy increased from 43 to 48 HB by solution and aging heat treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • QE22 Mg-Ag-Ce-Zr alloy
  • Casting
  • Hardness
  • Chemical composition
  • Microstructure

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 20 آبان 1398
  • تاریخ دریافت: 28 مهر 1397
  • تاریخ بازنگری: 19 مهر 1398
  • تاریخ پذیرش: 20 آبان 1398