اثر جوانه‌زاهای پایه سیلیسیم و باریم روی ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات ریختگی چدن نشکن فریتی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی آمل

2 استادیار/گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت الله آملی، آمل

3 گروه مهندسی مواد و متالورژی، مرکز علمی کاربردی فولادین ذوب آمل

4 دانشگاه جامع علمی کاربردی – مرکز فولادین ذوب آمل، آمل

10.22034/frj.2022.330961.1153

چکیده

در این پروژه اثر ترکیب شیمیایی و مقدار جوانه زا روی ریزساختار به ویژه فریت و تعداد کره‌های گرافیتی و هم چنین خواص مکانیکی شامل استحکام کششی و سختی چدن نشکن فریتی بررسی شدند. به طوری که از نمونه بدون جوانه‌زا و دو جوانه زا پایه سیلیسیم و باریم با مقاددیر مختلف 1/0 درصد، 15/0 درصدو 2/0 درصد استفاده شد. نتایج نشان داد که به طور کلی افزایش جوانه‌زا باعث افزایش مقدار فریت از 75 درصد به 90 درصد و تعداد کره‌های گرافیتی از 125 به 175 عدد شده اما استحکام کششی و سختی کاهش یافته است، به طوری که استحکام نهایی کشش از 550 مگاپاسکال برای شرایط بدون جوانه زا در حضور جوانه‌زاهای پایه باریم و سیلیسیم به ترتیب به 460 و 440 مگاپاسکال و سختی از 178 برینل برای شرایط بدون جوانه زا در حضور جوانه‌زاهای پایه باریم و سیلیسیم به ترتیب به 165 و 163 برینل رسیده است. در مقایسه دو جوانه زا، تفاوت چندانی از لحاظ میکروساختاری مشاهده نشد اما از لحاظ خواص مکانیکی در نمونه‌های با جوانه زا پایه باریم نتایج مطلوب‌تری حاصل شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ferro P., et al., Effect of inoculant containing rare earth metals and bismuth on microstructure and mechanical properties of heavy-section near-eutectic ductile iron castings, Journal of Materials Processing Technology, 2013, 213(9) 1601-1608.
[2] Asenjo I., et al., Effect of mould inoculation on formation of chunky graphite in heavy section spheroidal graphite cast iron parts. International Journal of Cast Metals Research, 2007, 20(6) 319-324.
[3] Xue W. and Li Y., Pretreatments of gray cast iron with different inoculants. Journal of Alloys and Compounds, 2016, 689 408-415.
[4] Boldyrev D., Dema R., and Kalugina O., Research of phase composition of graphitizing ferro silicon barium inoculants. Materials Today: Proceedings, 2019, 11, 510-515.
]5[سجادی س.م.، بوترابی س.م.ع., و محمدعلیها م., بررسی تاثیر افزودنی‌های 2CeO و Hf به عنوان جوانه‌زا بر ریزساختار‌ و ‌سختی فولاد منگنزی
آستنیتی‌ هادفیلد، پژوهشنامه ریخته‌گری، 2022.
[6] Upadhyaya R., et al., Study on the effect of austempering temperature on the structure-properties of thin wall austempered ductile iron. Materials Today: Proceedings, 2018, 5(5, Part 2) 13472-13477.
[7] Upadhyaya R. and Kumar Singh K., Effect of some inoculants on the structure and properties of thin wall ductile iron. Materials Today: Proceedings, 2018, 5
(2, Part 1) 3595-3601.
[8] Hou Y., et al., Influence of rare earth nanoparticles and inoculants on performance and microstructure of high chromium cast iron. Journal of Rare Earths, 2012, 30(3) 283-288.
[9] Mojisola T., et al., Effect of preconditioning on the microstructure and mechanical properties of ductile cast iron, Materials Today: Proceedings, 2022.
[10] Ferro P., Lazzarin P., and Berto F., Fatigue properties of ductile cast iron containing chunky graphite. Materials Science and Engineering: A, 2012, 554 122-128.
[11] Källbom R., et al., On the solidification sequence of ductile iron castings containing chunky graphite. Materials Science and Engineering: A, 2005, (413-414) 346-351.
[12] Borsato T., et al., Effect of in-mould inoculant composition on microstructure and fatigue behaviour of heavy section ductile iron castings, Procedia Structural Integrity, 2016, 2 3150-3157.
]13[رحیم‌پور بصرا.ر.، ترابی کفشگری م. و عباسی م.، تأثیر جوانه‌زا و مدول ریختگی بر ریزساختار انجمادی چدن آستنیتی منگنزی با گرافیت کروی، پژوهشنامه ریخته‌گری، 2021، 5 (1) 19-30.
[14] Yeung C.F., Zhao H., and Lee W.B., The morphology of solidification of thin-section ductile iron castings, Materials Characterization, 1998, 40(4) 201-208.
[15] Li Z. and Li Y., Evaluation of melt quality and graphite degeneration prediction in heavy section ductile iron, Metallurgical and Materials Transactions A, 2005, 36(9) 2455-2460.
[16] Vicente A.D.A., et al., Nucleation and growth of graphite particles in ductile cast iron, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 775 1230-1234.
]17[ پیرنجم‌الدین ن.، محمدصادقی ب.، بوترابی س.م.ع.، تاثیر افزودن آنتیموان و مدول ریختگی بر مورفولوژی گرافیت، ریزساختار و خواص مکانیکی چدن نشکن، پژوهشنامه ریخته‌گری، 2021، 5(2).
[18] Roedter H., and Gagne M., Ductile iron for heavy section wind mill castings: a European experience. Europe, 2003, (5000) 6000.
[19] Sheikh M.A., Production of carbide-free thin ductile iron castings, Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material, 2008, 15(5)
552-555.
[20] Labrecque C., et al., Production and properties of
thin wall ductile iron castings, International Journal of Cast Metals Research, 2003, 16(1-3) 313-317.
[21] Bočkus S., Dobrovolskis A., Peculiarity of producing ferritic ductile iron castings, Carbon, 2003, (1) 2.
[22] Sangame B., and Shinde V., The effect of inoculation on microstructure and mechanical properties of ductile iron, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 2013, 5(6) 17-23.