پژوهشنامه ریخته گری

پژوهشنامه ریخته گری

بررسی ریزساختار و ترکیب آلیاژ ریختگی منیزیم- نقره- سریم- زیرکونیم (‏QE22‎‏)‏

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان
سید صدرا یوسفی بناب 1
حسین آقاجانی 2
سید رضا دامادی 3
گلناز ناصری آذری 4
میر سعید صفایی 5
1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز،
3 استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز
4 کارشناس، گروه مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
5 کارشناس ارشد، شرکت مهندسی دقیق فلز ایرانیان، تهران‏
10.22034/frj.2019.152201.1056
چکیده
ریزساختار انجمادی آلیاژ  ریختگی منیزیم- نقره- سریم- زیرکونیم  موسوم به آلیاژ QE22 مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا شبیه‌سازی ترمودینامیکی توسط نرم‌افزار JMatPro انجام شد. سپس برای آزمایش‌های تجربی، عملیات ذوب، آلیاژسازی و ریخته‌گری با استفاده از دستگاه ریخته‌گری کم‌فشار تحت اتمسفر آرگون انجام شد.  همچنین برای عملیات حرارتی T6، نمونه‌ها در دمای ۵۲۵ درجه سانتی‌گراد حرارت دیده و سپس در آب  کوئنچ شدند و در دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد پیرسازی شدند. برای مطالعات ریزساختاری و فازی از میکروسکوپ‌های نوری و  الکترونی روبشی مجهز به آنالیز EDS و دستگاه XRD استفاده شده است. سختی‌سنجی به روش برینل انجام گرفت. آنالیزها نشان داد که آلیاژ حاوی ۲۴/۲‎ درصد وزنی نقره، ۵۲/۱‎ درصد وزنی عناصر قلیایی و ۵۵/۰‎ درصد وزنی زیرکونیم است. بررسی‌های میکروسکوپی و آنالیز تصویر نشان داد که ۱‎ ± ۹۳ درصد ریزساختار شامل زمینه منیزیم اشغال شده و فازهای یوتکتیک 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 محلول‌سازی و پیر‌سازی، سختی آلیاژ از 43 تا ۴۸ برینل افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
آلیاژ Mg-Ag-Ce-Zr -QE22
ریخته گری
ترکیب شیمیایی
ریزساختار‬‬
سختی
  1. Kulekci M. K., Magnesium and its alloys applications in automotive industry, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2008, 39(9-10) 851-865.
  2. Dahle A. K., Lee Y.C., Nave M.D., Schaffer P.L., John D.H.S., Development of the as-cast microstructure in magnesium-aluminum alloys, Journal of Light Metals, 2001, 1, 61-72.
  3. Sumida M., Microstructure development of sand-cast AZ- type magnesium alloys modified by simultaneous addition of calcium and neodymium, Journal of Alloys and Compounds, 2008, 460, 619–626.
  4. Emley E.F., Principal of Magnesium Technology, Pergamon Press, 1996.
  5. Kainer K.U., Buch F.V., The current state of technology and potential for further development of magnesium applications, Magnesium Alloy and Technology, 2003, 1-22.
  6. ASM Specialty Handbook, Magnesium and Magnesium Alloy, ASM Publication, 1999.
  7. Metals Handbook, Casting, ASM International, Vol. 15, 9th Ed, 1988.
  8. Xiaoqin Z., Qudong W., Yizhen L., Influence of beryllium and rare earth additions on ignition – proof magnesium alloys, Journal of Materials Processing Technology, 2001, 112, 17-23.
  9. You B.S., Park W.W., The effect of calcium additions on the oxidation behavior in magnesium alloys, Scripta Mater., 2000, 42, 1089-1094.
  10. Strauss K., Applied Science in the Casting of Metals, Pergamon Press,1970
  11. Alans L., Henry H., Inclusion in molten magnesium and potential assessment technique, Journal of Metals, October, 1996, 47-51.
  12. Pettersen G., Ovrelid E., Characterization of the surface films formed on molten magnesium in different protective atmospheres, Materials Science and Engineering A, 2002, 332, 285-294.
  13. Polmear I.J., Light Alloys: Metallurgy of Light Metals, First Edition, 1981.
  14. Motegi T., Yano E., Tamura Y., Clarification of grain refining mechanisms of super heat-treated Mg-Al-Zn alloy casting, Materials Science Forum, 2000, 350-351, 191-198.
  15. Nishino N., Kawahara H., Shimizu Y., Magnesium Alloy and Method of Producing the Same, US Patent, 6395224, 2002.
  16. Tamura Y., Motegi T., Kono N., Sato E., Effect of minor elements on grain size of Mg9%Al alloy, Materials Science Forum, 2000, 350-351, 199-204.
  17. غنی‌آبادی ا.، شبستری س.، اثر فرآیند نیمه جامد محفظه چرخان بر مشخصه‌های انجمادی، کوهرنسی دندریت‌ها و ریزساختار آلیاژ منیزیم AZ91، پژوهش‌نامه ریخته‌گری، 1397، 2(3) 146-135.‌
  18. dbook, Properties and Selection: Nonferrous Alloy and Special Purpose Materials, ASM International, Vol. 2, 9th Ed, 1988.
  19. پریدری ش.، ثقفیان لاریجانی ح. و عیسی‌آبادی ق.، اثر کلسیم بر مقاومت به اکسیداسیون و سیالیت آلیاژ منیزیم ‏AZ91‎، پژوهش‌نامه ریخته‌گری، 1397، 2(3) 200-193.
  20. Brace A.W., Magnesium Casting Technology, London Chapman & Hal Ltd., 1957.
  21. Metals Handbook, Heat Treatment, ASM International, Vol. 4, 9th Ed, 1988.
  22. Brooks C. R., Heat Treatment, Structure and Properties of Nonferrous Alloys, American Society for Metals, 1982.

  • تاریخ دریافت 28 مهر 1397
  • تاریخ بازنگری 19 مهر 1398
  • تاریخ پذیرش 20 آبان 1398