محمدرضا نصراصفهاني - Mohamadreza Nasr Esfahani
عنوان : پيشنهاد معيار جديدي براي ارزيابي پارگي گرم آلياژهاي ريختگي و اعتبار سنجي آن بر روي آلياژ A206
TITLE : A new criterion for prediction of hot tearing tendency of cast alloys and its validation using A206 alloy
پارگي گرم يكي از عيوب متداول در آلياژهاي ريختگي با دامنه انجماد بالا است كه در ناحيه نيمه جامد آلياژ در حال انجماد رخ ميدهد. تعيين استعداد به پارگي گرم در آلياژهاي ريختگي و عوامل موثر بر آن، از جمله زمينههاي همواره مطرح در تحقيقات ريختهگري بحساب ميآيد. در تحقيق حاضر روشي جهت ارزيابي استعداد به پارگي گرم در آلياژهاي ريختگي ارائه شده است كه شامل دو بخش طراحي و ساخت دستگاهي جهت اندازهگيري پارامترهاي فيزيكي و مكانيكي و ارائه يك معيار جديد تحت عنوان NNC ميباشد كه از دو بخش مكانيكي و متالورژيكي تشكيل شده است. اعتبار سنجي اين معيار با استفاده از آلياژ آلومينيوم A206 كه بسيار مستعد به پارگي گرم است و با تغيير پارامترهاي ريختهگري شامل مقدار فوق گداز به همراه جوانهزا و بدون جوانهزا، تغيير درصد ماده جوانهزا ، تغيير درصد مس و عمليات گاززدائي، انجام گرفت. نتايج بدست آمده در اين آزمايشات، توسط معيارهاي NNC، نرخ افزايش نيرو و ديويس آناليز شده و صحت هر يك از آنها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه معيار ارائه شده از دقت بالاتري نسبت به معيارهاي مشابه برخوردار است و به دليل بررسي همزمان پارامترهاي متالورژيكي و مكانيكي، تاثير همزمان چندين پارامتر را بخوبي ميتواند پيش بيني كند. همچنين نتايج آزمايشات نشان داد كه با افزايش دماي فوق گداز استعداد به پارگي گرم آلياژ A206 افزايش مييابد. افزودن جوانهزا در فوق گدازهاي بالا اگرچه نتوانست ساختارها را ريز كند اما با تغيير در مورفولوژِي دانهها استعداد به پارگي گرم را كاهش داد. درصد بهينه ماده جوانهزا براي كاهش استعداد به پارگي گرم، 1% تشخيص داده شد. افزايش درصد مس از 45/۴ تا ۱/5 استعداد به پارگي گرم را كاهش داد. گاز زدايي نيز به دليل افزايش انقباض و كاهش تغذيه رساني باعث افزايش استعداد به پارگي گرديد.
كلمات كليدي: استعداد به پارگيگرم، NNC، A206، فوق گداز، جوانهزا، درصد مس، گاززدائي
Abstract
Hot tearing is a common defect which occurs during solidification of cast alloys with large mushy zones. Determination of hot tearing tendency and the effective parameters are of great interest to researchers in this filed. In the present research a two step process for determination of hot tearing tendency is introduced. The first step includes the design and manufacture of an apparatus for measuring the required physical and mechanical data needed in the second step. The second step is utilization of a new proposed hot tearing criterion named NNC which incorporates both mechanical and metallurgical parameters. NNC was validated using A206 aluminum alloy, a very hot tearing prone alloy, through changing such casting parameters as super heat temperature (with and without grain refinement), percentage of grain refiner, copper and gas content of the melt. The results were analyzed by NNC, load rate and Davies criteria. The results showed that NNC could more consistently predict the experimental results obtained and had higher precision than other criteria. This seems to be due to simultaneous utilization of both mechanical and metallurgical parameters by NNC which enables it to give a more realistic picture of the concurrent effects of several variables. The results also showed that the hot tearing tendency of A206 alloy increases with an increase in melt super heat. Although, addition of grain refiner at high super heat could not effectively refine the microstructures, it decreased the hot tearing tendency by slightly changing the grains morphology. The optimum percentage of grain refiner for reducing hot tearing was recognized to be 1%. Increasing copper content from 4.45 % to 5.1% reduced hot tearing tendency. Furthermore, hot tearing tendency was increased by degassing because of increased contraction and reduced feed ability of the melt.
Key words: Hot tearing susceptibility, NNC, A206, Supper heat, Grain refinement, Cupper content, Degassing
